鉄系圧力誘起超伝導体の高圧力下量子振動測定と４ＧＰａ級小型圧力発生装置の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23740279
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 栗田 伸之 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (80566737)
• Keywords: 鉄系超伝導体 / 圧力誘起超伝導 / 量子振動 / 輸送特性

Research Abstract

最終年度は、鉄系圧力誘起超伝導体EuFe_2As_2（超伝導相が出現する臨界圧力:P_c=2.5-2.7GPa，超伝導転移温度:T_c=30K）の磁場15T・圧力3.2GPa・温度2Kまでの多重極限下電気抵抗率測定を行い、超伝導相における上部臨界磁場の圧力依存性を明らかにした。圧力を外部パラメータとすることで、同一単結晶試料に対する物性の系統的変化を調べることが可能となる。
各圧力で得られた上部臨界磁場-温度相図に対して、Eu<2+>磁気モーメントによる反強磁性的交換磁場を考慮した多重対破壊モデルを用いた解析を行った。その結果、印加圧力がP_cに接近しても電子有効質量に有意な変化が生じないことが明らかになった。これはEuFe_2As_2には量子臨界点が存在しないことを示している。本結論は、前年度までに行われた高圧力下ホール効果・磁気抵抗率測定から得られた、P_c近傍でキャリア濃度等に異常が現れないという結果と符合する。一方P_c近傍の常伝導状態では、電気抵抗率及び散乱率が広い領域で温度に比例することが分かった。磁場を印加することにより電気抵抗率が温度の2乗に比例するフェルミ液体的振る舞いへと変化したことから、P_c近傍における異常散乱にはスピン揺らぎが重要な役割を果たしていると考えられる。これらの成果はPhysical Review B誌に掲載された。
前年度までに得られた高圧力下量子振動測定の結果や電子構造計算との整合性を含めたより詳細な議論に関して論文を準備中である。

Research Products

• [Journal Article] Pressure induced superconductivity in EuFe2As2 without a quantum critical point: Magnetotransport and upper critical field measurements under high pressure (2013)
  • Author(s): N. Kurita, M. Kimata, K. Kodama, A. Harada, M. Tomita, H. S. Suzuki, T. Matsumoto, K. Murata, S. Uji, T. Terashima
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 88 Pages: 224510(1-7)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.224510
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fermi surface in KFe2As2 determined via de Haas-van Alphen oscillation measurements (2013)
  • Author(s): T. Terashima, N. Kurita, M. Kimata, M. Tomita, S. Tsuchiya, M. Imai, A. Sato, K. Kihou, C.-H. Lee, H. Kito, H. Eisaki, A. Iyo, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori, H. Harima, S. Uji
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 87 Pages: 224512 (1-5)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.224512
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluctuating superconductivity in the strongly correlated organic superconductor κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br (2013)
  • Author(s): S. Tsuchiya, J. Yamada, T. Terashima, N. Kurita, K. Kodama, K. Sugii, S Uji
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 82 Pages: 064711(1-5)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.064711
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kosterlitz-Thouless type transition in charge order state of layered organic conductor α-(BEDT-TTF)2I3 (2013)
  • Author(s): S. Uji, K. Kodama, K. Sugii, Y. Takahide, M. Kono, T. Terashima, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kimata, K. Yamamoto, K. Yakushi
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 110 Pages: 196602(1-4)
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.196602
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orbital Effect on FFLO Phase and Energy Dissipation due to Vortex Dynamics in Magnetic-Field-Induced Superconductor λ-(BETS)2FeCl4 (2013)
  • Author(s): S. Uji, K. Kodama, K. Sugii, T. Terashima, T. Yamaguchi, N. Kurita, S. Tsuchiya, M. Kimata, T. Konoike, A. Kobayashi, B. Zhou, H. Kobayashi
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 82 Pages: 034715(1-8)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.034715
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum oscillations in iron-based superconductors: BaFe2As2 vs. KFe2As2 (2013)
  • Author(s): T. Terashima, N. Kurita, M. Kimata, M. Tomita, S. Tsuchiya, H. Satsukawa, A. Harada, K. Hazama, M. Imai, A. Sato, S. Uji, K. Kihou, C.-H. Lee, H. Kito, Y. Tomioka, T. Ito, A. Iyo, H. Eisaki, T. Liang, M. Nakajima, S. Ishida, S. Uchida, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori, H. Harima
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 449 Pages: 012022(1-6)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/449/1/012022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclotron Resonance in Fe-based Superconductor KFe2As2 (2013)
  • Author(s): M. Kimata, T. Terashima, N. Kurita, H. Satsukawa, A. Harada, K. Kodama, K. Takehara, Y. Imanaka, T. Takamasu, K. Kihou, C.-H. Lee, H. Kito, H. Eisaki, A. Iyo, H. Fukazawa, Y. Kohori, H. Harima, S. Uji
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 400 Pages: 022054(1-4)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022054
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 圧力誘起超伝導体EuFe2As2の上部臨界磁場の圧力効果 (2013)
  • Author(s): 栗田伸之，土屋聡，杉井かおり，鈴木博之，松本武彦，村田恵三，播磨尚朝，宇治進也，寺嶋太一
  • Organizer: 日本物理学会（2013年秋季大会）
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島県徳島市）
  • Year and Date: 20130925-20130928
• [Presentation] Shubnikov-de Haas oscillations in EuFe2As2 (2013)
  • Author(s): N. Kurita, S. Tsuchiya, K. Sugii, H. S. Suzuki, T. Matsumoto, K. Murata, H. Harima, S. Uji, T. Terashima
  • Organizer: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 20130805-20130809
• [Presentation] Shubnikov-de Haas effect in EuFe2As2: A parent compound of iron-based superconductors (2013)
  • Author(s): N. Kurita, S. Tsuchiya, K. Sugii, H. S. Suzuki, T. Matsumoto, K. Murata, H. Harima, S. Uji, T. Terashima
  • Organizer: The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 20130714-20130719