異方的超伝導体におけるネマティックゆらぎの研究

各向异性超导体向列涨落的研究

基本信息

批准号：
17J11382
负责人：
細井優
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では弾性抵抗測定を用いたネマティックゆらぎの評価[1]及びピエゾ素子を複数個組み合わせた精密一軸歪み制御装置の開発[2]を進めててきた。[1]BaFe2S3は鉄原子が梯子状に並ぶ結晶構造を持つ擬１次元物質であり、高圧下において最初に超伝導が報告された鉄系梯子型化合物でもある。このような次元によらず発現する鉄系超伝導の機構を理解する上で、低次元電子状態の解明は重要課題といえる。BaFe2S3は110 K程度の温度でストライプ型の反強磁性転移を示すが、それよりもはるかに高温の200 K付近において電気抵抗率の温度依存性がわずかに変化するT*異常と呼ばれる電子状態変化の兆候が存在する。本研究ではこのT*異常の起源解明のため一軸歪みに対する電気抵抗の応答を調べる弾性抵抗測定法によりネマティックゆらぎの評価を行った。弾性抵抗率の温度依存性からは低温側の磁気ゆらぎに加え別のゆらぎが存在しT*異常において電子相転移が起こっていることを示唆する結果を得た。本成果について国内学会及び国際会議アメリカ物理学会において発表しており、近く論文投稿を行う予定である。[2]上記[1]の研究では一軸歪みはピエゾ素子に直接試料を貼り付けることにより導入されるが、到達歪み量は0.01%程度のオーダーであり歪みの摂動的応答評価にとどまる。近年ドイツドレスデンのマックスプランク研究所のグループは複数のピエゾ素子を組み合わせた一軸歪み制御装置を開発しており、同グループと鉄系超伝導体FeSeの一軸印加実験を共同研究として行っている。また上記[1]の研究と並行して独自の一軸歪み制御制御装置を開発にも着手しており、最大１％程度に達する圧縮歪みを加える性能を有する装置開発に成功している。今後この装置を用いて広く一軸圧下電子相図の研究を推進することが期待される。

在这项研究中，我们使用弹性电阻测量来评估向列波动[1]，并开发了一种结合多个压电元件的精密单轴应变控制装置[2]。 [1]BaFe2S3是一种铁原子呈梯形排列晶体结构的准一维材料，也是第一个报道在高压下具有超导性的铁基梯形化合物。阐明低维电子态是理解铁基超导机制的一个重要问题，铁基超导的发生与维度无关。 BaFe2S3在110 K左右的温度下表现出条带型反铁磁转变，但在200 K左右更高的温度下，电阻率的温度依赖性发生轻微变化，出现称为T*异常的电子状态变化的迹象。在本研究中，为了阐明这种 T* 异常的起源，我们使用弹性电阻测量方法评估向列波动，该方法检查电阻对单轴应变的响应。弹性电阻率的温度依赖性表明，低温下除了磁波动之外还存在另一种波动，并且在T*异常中发生了电子相变。我们已经在美国物理学会的国内会议和国际会议上展示了这个结果，并计划很快提交论文。 [2] 在上述[1]的研究中，通过将样品直接附着到压电元件上来引入单轴应变，但实现的应变量约为0.01%，并且评估仅限于应变的微扰响应。近年来，德国德累斯顿马克斯普朗克研究所的一个团队开发了一种结合多个压电元件的单轴应变控制装置，并正在与该团队联合研究铁基超导体FeSe的单轴应变实验。此外，与上述[1]的研究并行，我们已经开始开发一种独特的单轴应变控制装置，并成功开发了一种能够施加高达约1%压缩应变的装置。未来，有望利用该装置广泛推动单轴滚动电子相图的研究。