核磁気共鳴法を用いた層状超伝導体の超伝導対称性の同定およびその発現機構の解明

利用核磁共振识别层状超导体中的超导对称性并阐明其表达机制

基本信息

批准号：
08J00851
负责人：
中井祐介
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00851/
关键词：
鉄砒素系高温超伝導核磁気共鳴

项目摘要

昨年度に引き続き鉄系高温超伝導体の発現機構を明らかにするべく核磁気共鳴法(NMR)を用いて研究を行った。LaFeAs(01-xFx)において、常伝導状態の磁気励起がFドープに対してどのように変化するのか、また磁気励起と超伝導の関係についてAs核の1/T1の測定を通して調べた。母物質LaFeAsOは140Kあたりで1/T1Tが発散することから、反強磁性状態に転移したことがわかった。Fをドープすることによりこの磁気秩序および磁気励起は急激に抑えられ、最大の超伝導転移温度Tcを持っ11%の試料では室温以上の温度から連続的に減少する振る舞いが見られ、反強磁性ゆらぎの発達は見られない。1/T1Tの結果はFドーピングに伴い低エネルギー磁気励起は急激に抑制されるのに対し超伝導転移温度の変化は僅かであることが示され、NMRで観測される低エネルギー磁気励起と超伝導との相関は弱いと考えられる。また本年度に発見された新しい鉄系超伝導体BaFe2(As1-xPx)2(最大Tc=30K)に対して、常伝導状態と超伝導状態の性質を明らかにするべくP核のNMRを行った。その結果、上記のLaFeAs(01-xFx)と対照的に、常伝導状態に非常に顕著な反強磁性ゆらぎが観測され、磁気励起と超伝導が関係することを示唆する結果を得た。また超伝導状態には、通常のs波超伝導体に予想されるコヒーレンスピークが現れないこと、超伝導状態に残留状態密度があることを示し、この物質が非従来型超伝導であることを明らかにした。他の測定結果(磁場侵入長や熱伝導率測定)と考え合わせると、BaFe2(As1-xPx)2は超伝導ギャップにラインノードをもつ可能性が高い。高いTcをもちながらもラインノードをもつ鉄系超伝導体はこの系が初めてであり、それを明らかにした本研究の意義は大きい。上記のように鉄砒素系超伝導を理解する上で重要となる基礎的な実験を行い、現在数多く参照される結果を報告した。

继去年之后，我们利用核磁共振（NMR）进行了研究，以阐明铁基高温超导体的发展机制。在LaFeAs(01-xFx)中，我们通过测量As核的1/T1研究了正常状态下的磁激发如何随F掺杂的变化以及磁激发与超导之间的关系。母体材料LaFeAsO的1/T1T在140K附近发散，表明它已经转变为反铁磁态。通过掺杂F，这种磁有序和磁激发被迅速抑制，并且在具有最大超导转变温度Tc的11%样品中，观察到从高于室温的温度连续下降的行为，并且没有观察到反铁磁波动发展。 1/T1T结果表明，虽然低能磁激发被F掺杂迅速抑制，但超导转变温度的变化很小，并且NMR观测到的低能磁激发和超导性被认为相关性较弱。此外，我们对今年发现的新型铁基超导体BaFe2(As1-xPx)2（最大Tc=30K）进行了P核核磁共振，以阐明正常态和超导态的性质。结果，与上述LaFeAs(01-xFx)相比，在正常状态下观察到非常显着的反铁磁波动，表明磁激发和超导之间的关系。此外，我们还发现，普通横波超导体预期的相干峰在超导状态下不会出现，并且在超导状态下存在残余态密度，表明该材料是一种非常规超导体。考虑到其他测量结果（磁场穿透深度和热导率测量），BaFe2(As1-xPx)2很可能在超导间隙中存在线节点。这是第一个在具有高Tc的同时具有线节点的铁基超导体，这项研究的意义在于揭示了这一点。如上所述，我们进行了对于理解铁砷超导性很重要的基础实验，并报告了今天经常提到的结果。