鉄ニクタイド系超伝導体の超伝導機構の解明と新規高温超伝導物質の探索

阐明铁磷族超导体的超导机理并寻找新型高温超导材料

• 批准号: 13J08570
• 负责人: 飯村 壮史
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08570/
• 关键词: 鉄系超伝導; 中性子散乱; ミューオンスピン緩和; 放射光X線回折; 高圧合成; 水素化物

本研究の目的の一つである鉄ニクタイド系超伝導体の超伝導機構の解明に向けて以下の二点を明らかにした。①LaFeAsO_<1-x>D_xの中性子非弾性散乱測定を行い、x=0.1, 0.4の時にスピン揺らぎの増大を確認した。従来まで電子をFe一つ当たり0.3個ほどドーピングすると反強磁性揺らぎは消失すると考えられてきたが、本実験によりLaFeAsO_<1-x>D_xの二つ目の超伝導相(0.2<x<0.45)下においてもスピン揺らぎが増大することが分かった。二つ目の超伝導相の方が、従来まで知られていた一つ目の超伝導相(0.05<x<0.2)よりも超伝導転移温度が高いため、今回発見した高ドープ域のスピン揺らぎの起源や超伝導との関係性を調べることにより、より高T_cをもつ超伝導体の設計が期待できる②LaFeAsO_<1-x>Hxの中性子回折、ミューオンスピン緩和、放射光X線回折測定を行い、x>0.4に斜方晶への構造相転移とそれに付随する反強磁性転移を発見した。従来まで鉄系は単一の反強磁性のみを持っと考えられてきたが、本研究により、二つの反強磁性相に挟まれた二つの超伝導相を示す相図が明らかになった。La系に外圧を3GPa以上印加するとこの二つの超伝導相は合体しT_cは50K近くにまで上昇する。これらの知見から、本研究によって見出された二つの反強磁性相から派生する二種のスピン揺らぎが協調し合うことで鉄系の最高T_cが実現している可能性がある。これは、複数軌道がFemi準位にかかる鉄系ならではの特長と考えられ、高温超伝導体の新規設計指針になる可能性がある。

阐明了以下两个点，以阐明基于铁蛋白质的超导体的超导机制，这是本研究的目的之一。 ①进行不中子的非弹性散射测量，并在X = 0.1和0.4时确认自旋波动的增加。到目前为止，人们一直认为，如果每次Fe掺杂约0.3个电子，抗铁磁波动将消失，但是该实验表明，在LaFeaso_ <1-x> d_x的第二个超导阶段（0.2 <x <0.45）下，自旋波动也增加了。由于第二个超导阶段的超导过渡温度要比第一个超导阶段（0.05 <x <0.2）高，因此我们可以期望通过检查高度掺杂区域中旋转波动的起源及其与超电导性的关系，从而设计具有更高T_C的超导体。 ②进行了中子衍射，若子自旋松弛和同步X射线衍射测量，并在x> 0.4处向正晶晶体的结构相变，以及相关的抗铁磁过渡。到目前为止，已经认为铁系统只有一个抗铁磁特性，但是这项研究显示了一个相图，显示了两个抗铁磁相之间的两个超导相。当将外部压力施加到LA系统或更多时，这两个超导阶段组合，T_C上升到近50k。从这些发现中，可以通过合作从本研究中发现的两个抗铁磁阶段得出的两个自旋波动来实现基于铁的最高T_C。这被认为是铁系统的独特功能，其中将多个轨道应用于FEMI级别，并且可以作为设计高温超导体的新指南。

项目成果

Enhanced Spin Fluctuations and Superconductivity Due to Selective Diaconal Motion of Electrons in 1111 Iron Pnictides

1111铁磷化物中电子的选择性斜运动增强了自旋涨落和超导性

• 发表时间: 2013
• 作者: Kazuhiro Kuroki;et. al.
• 通讯作者: et. al.

光電子分光によるLaFeAsO_<1-x>H_xの電子状態の研究III

光电子能谱研究LaFeAsO_<1-x>H_x的电子态Ⅲ

• 发表时间: 2014
• 作者: Katsuhiro Suzuki;et. al.;飯村壮史 等;山浦淳一 等;平賀晴弘 等;平石雅俊 等;藤原直樹 等;中村飛鳥 等
• 通讯作者: 中村飛鳥 等

Switching of Intra-orbital Spin Excitations in Electron-doped Iron Pnictide Superconductors

• DOI: 10.1103/physrevb.88.060501
• 发表时间: 2013-07
• 作者: S. Iimura;S. Matsuishi;M. Miyakawa;T. Taniguchi;Katsuhiro Suzuki;H. Usui;K. Kuroki;R. Kajimoto;M. Nakamura;Y. Inamura;K. Ikeuchi;S. Ji;Hideo Hosono

μSR測定による水素置換La1111高ドープ域における超伝導特性の研究

使用μSR测量研究氢取代La1111高掺杂区域的超导特性

• 发表时间: 2013
• 作者: Katsuhiro Suzuki;et. al.;飯村壮史 等;山浦淳一 等;平賀晴弘 等;平石雅俊 等;藤原直樹 等;中村飛鳥 等;貫井無我 等;佐藤嘉泰 等;飯村壮史 等;鈴木雄大 等;桜井亮介 等;山浦淳一 等;平賀晴弘 等;平石雅俊 等
• 通讯作者: 平石雅俊 等

LaFeAsO_<1-x>H_xのNMRからみた過剰Hドープ領域の相転移近傍の電子状態

从 LaFeAsO_<1-x>H_x 的 NMR 中可以看出过量 H 掺杂区域中接近相变的电子态

• 发表时间: 2014
• 作者: Katsuhiro Suzuki;et. al.;飯村壮史 等;山浦淳一 等;平賀晴弘 等;平石雅俊 等;藤原直樹 等
• 通讯作者: 藤原直樹 等