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鉄系超伝導体における軌道・スピン揺らぎと超伝導の理論研究

铁基超导体轨道/自旋涨落与超导的理论研究

基本信息

批准号：
17J05232
负责人：
中岡宏徳
金额：
$ 1.22万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

鉄系超伝導体のひとつであるLiFeAsについて研究を行った。LiFeAsは超伝導転移温度がTc=18Kと比較的高い温度を示すが、磁気秩序も軌道秩序も示さず、典型的鉄系超伝導体であるBa122などとは異なっている。またスピン揺らぎが非常に弱いことが中性子散乱や核磁気共鳴実験からわかっており、スピン揺らぎ機構では高いTcが説明できないと考えられる。La1111でも同様に弱いスピン揺らぎと高いTcが観測されており、LiFeAsの高いTcの起源を解明することは鉄系超伝導体の超伝導発現機構解明の鍵になると考えられる。Feイオンの振動に由来する弱い軌道間相互作用（フォノン）を考慮した軌道揺らぎ機構の先行研究ではフルギャップs++波が得られるが、かなり強い軌道揺らぎを仮定する必要があり現実的ではない。また超伝導ギャップ方程式の固有値λが小さく、高いTcを説明することができない。そこで我々は軌道間相互作用により弱い軌道揺らぎが誘起され、電子相関の高次項であるバーテックス補正により引力相互作用が増強されると考えた。まずスピン、軌道感受率を計算したところ、反強的スピン揺らぎと軌道間相互作用による反強的な軌道揺らぎが発達した。LiFeAsでは強的な軌道揺らぎの発達は観測されていないため、反強的軌道揺らぎはこれに整合する。次に超伝導ギャップ方程式を解いたところ弱い軌道揺らぎとスピン揺らぎのもと、フルギャップs++波が得られた。ギャップ構造も角度分解光電子分光により観測されたものと精度よく整合した。また固有値λも上昇し、高いTcを説明することができた。本研究からLiFeAsでは軌道間相互作用（フォノン）と電子相関効果であるバーテックス補正の相乗効果により高いTcの超伝導が実現しているという結論を得た。

The study of super伝 conductors of the iron series, ひとひとであるLiFeAsに <e:1> てて, を field った. LiFeAs は super 伝 guide planning move temperature が Tc = 18 k と compare the high temperature をい of すが order, magnetic 気も orbit も shown さず, typical iron objects is super conductor 伝である Ba122 などとは different なっている. またスピン揺らぎが very weak にいことが temper in scattered や nuclear magnetic 気 resonance be 験からわかっており, スピン揺らぎ institutions ではい high Tc が illustrate できないと exam えられる. La1111 でも with others in weak にいスピン揺らぎとい high Tc が観 measuring されており, LiFeAs のい high Tc のを origin interpret することは iron objects is super 伝 conductor の super 伝 guide 発 now agencies interpret の key になると exam えられる. Fe イオンの vibration に origin する weak interaction between い orbit (フォノン) を consider した orbit 揺らぎ institution の first research ではフルギャップ s++ wave が have られるが, かなり strong い orbit 揺らぎを仮 set する necessary があり presently be ではない. また super 伝 guide ギャップ equation is の inherent numerical lambda が small さく, high い Tc をすることができない. そこで I 々は orbital interaction between により weak い orbit 揺らぎが induced され, electronic phase masato の higher order term であるバーテックス corrected により strong gravitational interactions が raised されると exam えた. まずスピン, orbital susceptibility を computing したところ, strong スピン揺らぎと orbital interaction between による against strong な orbit 揺らぎが発 da した. LiFeAs では strong な orbit 揺らぎの発 da は観 measuring されていないため orbit, strong anti 揺らぎはこれに integration する. Time に super 伝 guide ギャッをプ equations solution いたところ weak い orbit 揺らぎとスピン揺らぎのもと, フルギャップ s++ wave が must られた. Youdaoplaceholder0 construction <s:1> Angle decomposition photoelectron spectroscopy によ観観 measurement された <e:1> ととと accuracy よく integration た. An increase in the また intrinsic value λ する and a high また Tcを indicate that するするとがでたたたたた. This study から LiFeAs では orbital interaction between (フォノン) と electronic phase masato unseen fruit であるバーテックス corrected の phase 乗 unseen fruit により high い Tc の伝 guide が be presently しているという conclusion をた.