Study of rotational symmetry breaking in superconductors via uniaxial-pressure measurements

今年度は昨年度明らかにした鉄系超伝導体Fe(Se,Te)における磁性を伴わない電子ネマティック秩序の量子臨界点についてさらに研究を進めた。まず、Fe(Se,Te)と同様に非磁性の電子ネマティック秩序を示すFe(Se,S)に対し系統的な弾性抵抗測定を行った。この手法では、試料に一軸性の歪みを加えた際にどの程度電気抵抗の面内異方性が発達したかを測定し、その系のもつ電子ネマティック秩序への不安定性をネマティック感受率として定量化して評価する。Fe(Se,Te)と同様の実験のセットアップで測定を行ったが、Fe(Se,S)においてもネマティック感受率はキュリーワイス則に従って構造相転移温度に向かって増大し、キュリーワイス温度はSeに対するS置換量を増やすにつれて連続的に抑制されていき、S置換量17％付近でおおよそ0Kとなった。量子臨界点近傍でのネマティック感受率の発散的振る舞いは２つの系で非常に似通っているが、Fe(Se,S)においてはネマティック量子臨界点より高置換側に移動すると超伝導転移温度が急速に抑制されるのに対して、Fe(Se,Te)においては超伝導転移温度が量子臨界点に向かい上昇している。これはFe(Se,Te)においては回転対称性を破ろうとする不安定性がクーパー対形成機構と密接に関連していることを示唆している。さらに、このFe(Se,Te）の非磁性ネマティック量子臨界点近傍での輸送特性を調べるため、パルス強磁場を用いて超伝導転移温度以下まで電気抵抗の温度依存性を評価した。反強磁性相の量子臨界点近傍では、しばしば温度に比例して電気抵抗が変化するという通常金属とは異なる振る舞いが観測されるが、Fe(Se,Te)においてはそのような振る舞いは観測されなかった。

今年度は昨年度明らかにした鉄系超伝導体Fe(Se,Te)における磁性を伴わない電子ネマティック秩序の量子臨界点についてさらに研究を進めた。まず、Fe(Se,Te)と同様に非磁性の電子ネマティック秩序を示すFe(Se,S)に対し系統的な弾性抵抗測定を行った。この手法では、試料に一軸性の歪みを加えた際にどの程度電気抵抗の面内異方性が発達したかを測定し、その系のもつ電子ネマティック秩序への不安定性をネマティック感受率として定量化して評価する。Fe(Se,Te)と同様の実験のセットアップで測定を行ったが、Fe(Se,S)においてもネマティック感受率はキュリーワイス則に従って構造相転移温度に向かって増大し、キュリーワイス温度はSeに対するS置換量を増やすにつれて連続的に抑制されていき、S置換量17％付近でおおよそ0Kとなった。量子臨界点近傍でのネマティック感受率の発散的振る舞いは２つの系で非常に似通っているが、Fe(Se,S)においてはネマティック量子臨界点より高置換側に移動すると超伝導転移温度が急速に抑制されるのに対して、Fe(Se,Te)においては超伝導転移温度が量子臨界点に向かい上昇している。これはFe(Se,Te)においては回転対称性を破ろうとする不安定性がクーパー対形成機構と密接に関連していることを示唆している。さらに、このFe(Se,Te）の非磁性ネマティック量子臨界点近傍での輸送特性を調べるため、パルス強磁場を用いて超伝導転移温度以下まで電気抵抗の温度依存性を評価した。反強磁性相の量子臨界点近傍では、しばしば温度に比例して電気抵抗が変化するという通常金属とは異なる振る舞いが観測されるが、Fe(Se,Te)においてはそのような振る舞いは観測されなかった。