鉄系高温超伝導体における超伝導対称性・発現機構の理論研究

铁基高温超导体超导对称性及其表达机制的理论研究

基本信息

批准号：
12J03600
负责人：
齋藤哲郎
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Nagoya 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：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄系超伝導体の発現機構・対称性として、スピン揺らぎによりs±波超伝導が発現するとするものと軌道揺らぎによりs++波が発現するとする2つの理論が提案されている。これらを見分けるためには、超伝導ギャップ構造の理論的解明が重要である。そこで我々はLiFeAsにおいて3次元的な超伝導ギャップ構造の計算を行った。このため、まずスピン軌道相互作用（SOI）を考慮し、最近のARPES実験により観測されたバンド構造を再現するような3次元強束縛モデルを2種類作成した。そして、相互作用としてクーロン斥力と四重極相互作用の2種類を考え、RPAを用いてにより超伝導ギャップ方程式を解いた。ただし、四重極揺らぎはクーロン斥力のバーテックス補正に由来する。四重極相互作用が大きく、四重極揺らぎによりs++波超伝導ギャップが現れる場合には、非常に小さなホール面のギャップが最も大きくなった。これは、ARPESにより観測されたものをよく再現する。一方、クーロン斥力が大きく、スピン揺らぎがs±波超伝導が現れる場合には、小さなホール面のギャップは、非常に小さくなり、ARPESの実験結果を再現しない。さらに、四重極揺らぎもクーロン斥力が両方が大きくなる場合には、ホール面内でギャップの符号が反転するような「ホールs±波」超伝導ギャップが現れた。LiFeAsの超伝導ギャップは再現しないが、「ホールs±波」は、BaFe2(As,P)2に対する実験により議論されており、一部の鉄系物質で実現している可能性がある。以上の結果から、LiFeAsでは、四重極揺らぎにより、s++波超伝導が発言していると考えられる。

关于铁基超导体的机理和对称性，人们提出了两种理论：一种是由于自旋涨落而产生s±波超导性，另一种是由于轨道涨落而产生s++波。为了区分它们，从理论上阐明超导间隙结构非常重要。因此，我们计算了LiFeAs中的三维超导带隙结构。为此，我们首先考虑了自旋轨道相互作用（SOI），并创建了两种类型的三维强束缚模型，再现了最近 ARPES 实验中观察到的能带结构。然后，我们考虑了库仑斥力和四极相互作用两种类型的相互作用，并使用 RPA 求解了超导间隙方程。然而，四极涨落来自于库仑斥力的顶点校正。当四极相互作用较大，由于四极涨落而出现S++波超导能隙时，极小孔平面处的能隙变得最大。这很好地再现了 ARPES 所观察到的情况。另一方面，当库仑斥力较大且自旋涨落表现出s±波超导性时，小孔平面内的间隙变得极小，不能再现ARPES的实验结果。此外，当四极涨落和库仑斥力都变大时，会出现“霍尔s±波”超导间隙，其中间隙的符号在霍尔平面上发生反转。虽然LiFeAs中的超导能隙无法再现，但“霍尔s±波”已经通过BaFe2(As,P)2的实验进行了讨论，并且可能在一些铁基材料中实现。从以上结果可以认为，LiFeAs中由于四极涨落而出现S++波超导。

项目成果

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专利数量（0）

鉄系超伝導体LiFeAsにおける3次元ギャップ構造の理論解析

铁基超导体LiFeAs三维间隙结构的理论分析

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
齋藤哲郎; 大成誠一郎; 山川洋一; 紺谷浩; Surgey V. Borisenko Volodymyr B. Zabolotnyy
通讯作者：
Surgey V. Borisenko Volodymyr B. Zabolotnyy

Analysis on Three Dimensional Gap structure of Iron Pnictide LiFeAs

铁磷化物LiFeAs三维能隙结构分析

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tetsuro Saito; Seiichiro Onari; Youichi Yamakawa; Hiroshi Kontani; Surgey V. Borisenko;Volodymyr B. Zabolotnyy
通讯作者：
Volodymyr B. Zabolotnyy

鉄系超伝導体におけるギャップ構造:3次元10軌道モデルによる解析

铁基超导体中的间隙结构：使用 3 维 10 轨道模型进行分析