分子線エピタキシー法を用いた新奇重い電子系超伝導の創出とその研究

利用分子束外延技术创建和研究新型重电子超导

基本信息

批准号：
12J01649
负责人：
水上雄太
金额：
$ 1.28万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J01649/
关键词：
鉄系超伝導超伝導対称性磁場侵入長不純物効果電子線照射

项目摘要

近年、強相関電子系において従来の機構では説明がつかない超伝導体が数多く発見されており、その発現機構を解明するための研究が世界中で精力的に行われている。その中でもとりわけ2008年に発見された鉄系超伝導体は、それまでは超伝導と競合関係にあるとされていた磁性を示す鉄元素を含むにも関わらず高い超伝導転移温度を持ち、その機構解明は現代の凝縮系物理学の中心的課題の一つである。一般に超伝導発現機構を解明するためには、それと密に関係する超伝導対称性を決定することが最も有効な手段の一つである。鉄系超伝導体Ba_<1-x>K_xFe_2As_2においては、その超伝導ギャップ構造は最適組成領域ではフルギャップ、ホールドープエンドではノーダルであることが多くの実験結果より示されている。この系における超伝導対称性を明らかにするためにはその中間組成域での超伝導ギャップ構造を決定することが重要である。そこで、我々は、この系におけるホールドープエンド近傍の組成x=1.0, 0.93, 0.91, 0.88, 0.86, 0.76, 0.69の精密磁場侵入長測定を行った。その結果、0.86と0.76の間でノーダルノフルギャップの変化が生じることが分かった。更に、ノーダルの領域である0.86≦x≦1.0における磁場侵入長の勾配の組成依存性が非単調に変化することが明らかとなった。この特異な振る舞いは、銅酸化物高温超伝導体や重い電子系で実現されている磁超伝導対称性とは矛盾するが、異なるフェルミ面間で符号が反転したs波超伝導対称性においてノード位置が組成により変化すると仮定したモデルで説明することができる。また、この磁場侵入長測定と定性的に一致する結果が、本研究グループの熱伝導率測定からも得られており、s波超伝導対称性を支持している。

近年来，在强相关电子系统中发现了许多无法用常规机制解释的超导体，世界各地正在积极开展阐明其表现机制的研究。其中，2008年发现的铁基超导体尽管含有磁性铁元素，但仍具有较高的超导转变温度，此前人们认为铁基超导体与超导处于竞争关系，其机理阐明是现代的核心挑战之一。凝聚态物理。一般来说，阐明超导机理最有效的手段之一是确定与其密切相关的超导对称性。大量实验结果表明，铁基超导体Ba_<1-x>K_xFe_2As_2的超导能隙结构在最佳成分区为全能隙，在空穴掺杂端为节点。为了阐明该系统中的超导对称性，确定中间成分范围内的超导带隙结构非常重要。因此，我们在该系统的空穴掺杂端附近以成分 x=1.0、0.93、0.91、0.88、0.86、0.76 和 0.69 进行了精确的磁场穿透深度测量。结果发现，节点满间隙在0.86和0.76之间变化。另外，可知0.86≤x≤1.0的波节区域中的磁场穿透长度的梯度的成分依赖性非单调变化。这种奇特的行为与铜酸盐高温超导体和重电子系统中实现的磁超导对称性不一致，但在不同费米面之间符号相反的横波超导对称性中，节点这可以使用以下模型来解释：假设位置根据组成而变化。此外，该研究组还通过热导率测量获得了与磁穿透长度测量定性一致的结果，支持了s波超导对称性。