ホールおよび電子型鉄系超電導体

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鉄系超伝導体も発見されて3年間が経過する。本研究では、鉄超伝導体のフェルミ面に関する詳細な情報を得る目的で、(122)系と呼ばれるBa[Fe_<1-x>Co_x)As]_2鉄超伝導体においてxを変化させて、アンダードープ、オプティマルドープおよびオーバードープの3つの領域の高品質の試料を作成して、それぞれの領域に関して低温領域の比熱の温度依存性ならびに磁場依存性を測定した。その結果、アンダードープ領域ならびにオプティマルドープ領域では、各温度における磁場依存性は線形な応答を示したが、オーバードープ領域に対しては、磁場の2次の依存性が観測された。この結果は、フェルミ面にノードがあると考える事で良く解釈できる。これまで鉄超伝導体は、S波の超伝導体であり、軌道-電子相互作用によるS++あるいは電子相関によるS+-の可能性が議論されてきていた。前者の超伝導機構は、不純物の影響を調べた際に不純物効果が顕著ではない事から最近多くの議論がされている。本研究は、超伝伝導電子状態はキャリヤドープ量に対して強い依存性を有している事を明確に示す重要な実験結果である。実験結果は、オーバードープ領域では、ノードを有した超伝導ギャップ状態が達成されている事を示す強い示唆を与えるものであり、今後超伝導状態を考える上でドープ量依存性を考える必要がある事を意味する結果である。今後、このようなキャリヤ濃度依存性が、(112)系だけではなく基本的な(1111)系を含めた種々の相で実験される事が必要である。