2012 Fiscal Year Annual Research Report
鉄系超伝導体におけるコドーピングによるドーパントの秩序化と超伝導転移温度の増強
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23740274
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
工藤 一貴 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (40361175)
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| Keywords | 鉄系超伝導体 / 新物質開発 |
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| Research Abstract |
本研究で発見した２つの鉄系超伝導体、Ca10(Pt4As8)(Fe2-xPtxAs2)5 (アルファ相)とCa10(Pt3As8)(Fe2-xPtxAs2)5 (ベータ相)において、(1)超伝導転移温度Tcの組成依存性が2ドーム構造を示すことを見出した。さらに、これら２つの化合物が(2)122型鉄系超伝導体と同程度の上部臨界磁場を示すことを明らかにした。
(1) Tcの2ドーム構造
スペーサー層PtnAs8のPt量がn = 3のベータ相は、0.1 < x ≦ 0.47の範囲で超伝導を示した。最大のTcは17 Kである。この超伝導相は反強磁性秩序相に隣接する。一方、n = 4のアルファ相は、0.22 ≦ x ≦ 0.48の範囲で超伝導を示した。最大のTcは38 Kである。
アルファ相では、スペーサー層のPtがベータ相よりも１つ多いため、FeAs層に電子がセルフドープされる。スペーサー層のPtが放出する電子を１０個のFeが受け取る。したがって、アルファ相の相図はΔx = 0.2だけシフトされる。その結果、アルファ相とベータ相の相図を組み合わせるとTcの組成依存性が2ドーム構造を示す。Ca10(PtnAs8)(Fe2-xPtxAs2)5では、反強磁性秩序相に近い超伝導ドームのTcよりも遠い超伝導ドームのTc方が高い。
(2) 上部臨界磁場
磁場中電気抵抗率測定の結果を解析し、絶対零度における上部臨界磁場を推定した。その結果、アルファ相（Tc = 33 K）とベータ相（Tc = 14 K）に対して、それぞれ、35 T、22 Tが得られた。これらは、122型鉄系超伝導体と同じ程度の値である。
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