狭線幅８ｅＶファイバーレーザーによる超高分解能角度分解光電子分光の開発

使用窄线宽8eV光纤激光器开发超高分辨率角分辨光电子能谱

• 批准号: 13J00432
• 负责人: 山本 遇哲
• 金额: $ 2.3万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00432/
• 关键词: 鉄系超伝導体; 角度分解光電子分光; ファイバーレーザー; 非線形光学結晶; 超伝導ギャップ; 高次高調波; 極低温; 非従来型超伝導体

昨年度から定常運転可能となった8 eV励起の高分解能レーザーを用いた光電子分光を行い、Ba1-xKxFe2As2のブリルアンゾーンコーナーにあるクローバーポケットでの超伝導ギャップを精査した。その結果、クローバーポケットにおける超伝導ギャップの異方性は、Kドープ依存性を顕著に示し、K = 0.88ではサイズ1.6 meV程度の等方的なギャップ構造であったのが、K = 0.93, 0.97ではサイズ0 - 1.0 meV程度の異方的なギャップが開くことが分かった。また、K = 0.93, 0.97試料において存在する超伝導ギャップ最小を取る波数空間上での位置が、Kドーピング依存性を持つことも分かった。具体的には、K = 0.93ではフェルミ面のうち、一番ゾーンコーナー寄りの箇所で急激に超伝導ギャップが小さくなり、最小値を取る一方で、K = 0.97ではゾーンコーナー寄りの箇所で超伝導ギャップは小さくならないという大きな違いがある。その代わりK = 0.97ではゾーンセンターに近いフェルミ面の位置で超伝導ギャップが急激に小さくなる。こうした異方性の急激な違いがKドープ僅か3 %の違いで引き起こされ、熱伝導率の結果も加味すると、この違いは「ゾーンセンターFSとゾーンコーナーFS間のinter-band scattering」、「ゾーンセンターの2つのフェルミ面間のinter-band scattering」、「ゾーンコーナーFSにおけるフェルミ面内 KZ 方向でのintra-pocket scattering」という3種類のペア散乱の競合関係のうちどれが当該組成で支配的かということによって決定されるという内容を示唆する考察を得た。以上により、Ba1-xKxFe2As2のKオーバードープ領域では、スピン揺らぎが超伝導発現に支配的な役割を示すことが明らかとなった。

我们使用自去年以来一直稳定运行的 8 eV 激发高分辨率激光器进行光电子能谱研究，以研究 Ba1-xKxFe2As2 布里渊区角的三叶草口袋中的超导间隙。结果，三叶草口袋中超导能隙的各向异性表现出对K掺杂的明显依赖性，在K = 0.88时，它是尺寸约为1.6 meV的各向同性能隙结构，但在K = 0.93和0.97时，它是各向同性的能隙结构。发现尺寸约为 0 - 1.0 meV 的各向异性能隙打开。还发现，K = 0.93 和 0.97 样品中存在的超导能隙最小化的波数空间位置具有 K 掺杂依赖性。具体来说，当K=0.93时，费米面最接近区角的部分超导能隙突然减小并达到最小值，而当K=0.97时，超导能隙在最接近区角的部分变为超导。最大的区别是差距不会变小。另一方面，当 K = 0.97 时，区域中心附近的费米表面处的超导能隙迅速减小。这种各向异性的巨大差异是由 K 掺杂仅 3% 的差异造成的，当也考虑到热导率的结果时，这种差异是由“区中心 FS 和区角 FS 之间的带间散射”造成的和“区域”中心两个费米表面之间的带间散射”，“KZ 方向上区域角 FS 处费米表面内的口袋”我们获得的一项研究表明，三种成对散射（“散射”）之间的竞争关系取决于哪一种在成分中占主导地位。上述结果表明，自旋涨落在Ba1-xKxFe2As2 K过掺杂区域的超导发展中起主导作用。

项目成果

Superconducting gap anisotropy in iron-pnictides LiFeAs : laser-ARPES

铁磷族化合物 LiFeAs 中的超导能隙各向异性：激光-ARPES

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Q. Yamamoto;K. Okazaki;Y. Ota;Y. Kotani;K. Kitagawa;K. Matsubayashi;Y. Uwatoko;M. Takigawa;C. -T. Chen;S. Watanabe;S. Shin
• 通讯作者: S. Shin

Validation of the relation between spin fluctuations and superconductivity in holeoverdoped Ba1-xKxFe2As2 throughout the first Brillouin zone studied by quasi-cw 8 eV laser

准连续波 8 eV 激光器研究的第一布里渊区空穴超掺杂 Ba1-xKxFe2As2 中自旋涨落与超导性之间关系的验证

• 发表时间: 2014
• 作者: H. Q. YAMAMOTO;K. OKAZAKI;Y. OTA;Y. ISHIDA;I. ITO;K. KIHOU;C. H. LEE;A. IYO;H. EISAKI;H. FUKAZAWA;Y. KOHORI;C.T. CHEN;S. WATANABE;Y. KOBAYASHI;S. SHIN
• 通讯作者: S. SHIN