鉄系超伝導体の強い電子―格子相互作用の研究

本年度は中性子散乱実験に用いることのできる(Ba,K)Fe2As2の大型単結晶作製に成功した。K濃度を系統的に変える事ができ、組成が均一な単結晶を多数、安定的に作製できるようになった。これにより中性子非弾性散乱による素励起のホール濃度依存性の測定が可能となった。Ba(Fe,Co)2As2の超音波実験では大きなソフトニングが観測されているが、そのCoドープ依存性を系統的に測定した。その結果、optimum dope領域付近で格子不安定性が消失することが明らかとなった。これは格子の量子臨界点に相当するものと考えられ、格子と超伝導の相関関係を強く示唆するものである。本実験結果を説明するため、軌道揺らぎという概念が導入され、軌道揺らぎによる超伝導発現というエキゾチックなメカニズムが実現している可能性が出てきた。ペロブスカイト構造をはさんだ鉄系超伝導、(Ca3Al2O5-y)(Fe2Pn2)(Pn=As and P)の結晶構造解析を行った。その結果、As系ではやはり正四面体のときTcが最高となることがわかった。一方、P系では四面体性にTcは鈍感であり、As系とは違う振る舞いとなった。Fe-Pnボンド長が短くなったために、バンド幅が広がり四面体性に鈍感になったものと考えられる。その他の鉄系超伝導体についても超伝導と結晶構造の相関関係を総括し、バンド角、ボンド長などのTcへの影響を明らかにした。

本年度は中性子散乱実験に用いることのできる(Ba,K)Fe2As2の大型単結晶作製に成功した。K濃度を系統的に変える事ができ、組成が均一な単結晶を多数、安定的に作製できるようになった。これにより中性子非弾性散乱による素励起のホール濃度依存性の測定が可能となった。Ba(Fe,Co)2As2の超音波実験では大きなソフトニングが観測されているが、そのCoドープ依存性を系統的に測定した。その結果、optimum dope領域付近で格子不安定性が消失することが明らかとなった。これは格子の量子臨界点に相当するものと考えられ、格子と超伝導の相関関係を強く示唆するものである。本実験結果を説明するため、軌道揺らぎという概念が導入され、軌道揺らぎによる超伝導発現というエキゾチックなメカニズムが実現している可能性が出てきた。ペロブスカイト構造をはさんだ鉄系超伝導、(Ca3Al2O5-y)(Fe2Pn2)(Pn=As and P)の結晶構造解析を行った。その結果、As系ではやはり正四面体のときTcが最高となることがわかった。一方、P系では四面体性にTcは鈍感であり、As系とは違う振る舞いとなった。Fe-Pnボンド長が短くなったために、バンド幅が広がり四面体性に鈍感になったものと考えられる。その他の鉄系超伝導体についても超伝導と結晶構造の相関関係を総括し、バンド角、ボンド長などのTcへの影響を明らかにした。