鉄系超伝導体鉄セレン・鉄テルル系の機構解明と新物質探索

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鉄系超伝導体の研究を行い,特に鉄カルコゲナイド系に着目し,結晶育成,基礎物性研究,応用への向けた萌芽研究を行った.2009年に自ら発見した超伝導体FeTe1-xSxの相図完成を目指し,超伝導特性の向上と良質単結晶育成を目指した.その結果,FeTe1-xSxの超伝導特性が大気暴露酸素アニールなど,様々なポストトリートメントにより著しく改善されることを明らかにした.さらに,Sの濃度を変化させた単結晶を系統的に合成し,酸素アニールを施すことで超伝導を示す単結晶の合成に成功した.単結晶試料を用いて電気抵抗率測定,磁化測定を詳細に行うことで,磁性・超伝導相のS濃度依存性を詳細に決定した.その結果からFeTe1-xSx系の相図を完成できた.2010年の12月に,新しくKFe2Se2超伝導体が中国のグループにより発見された.KFe2Se2はもっとも単純な鉄系超伝導体であるFeSeにKをインターカレートすることでその構造が変化し超伝導特性が大きく上昇した.この物質は私自身も合成に取り組んでいた物質であり,報告直後にいち早く結晶育成に取り組み,その超伝導を再現するとともに良質な単結晶を用いた磁場中輸送測定を行い,応用への可能性を提案した.さらに,電気抵抗測定において観測される異常な振る舞い(ブロードなハンプの存在)と超伝導転移温度の相関を議論し,その後の良質単結晶育成の一つの指針となった.これらの結果は世界的に評価され,JPSJ誌およびZ.Krist.誌の2誌に鉄カルコゲナイド超伝導体に関するレビュー論文を出版した.