鉄系超伝導体の反射分光・光電子分光・Ｘ線回折による電子構造と結晶構造の包括的解明

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鉄系超伝導体において、構造相転移温度以上でネマティック揺らぎが多くの測定により観測されており、ネマティック揺らぎが電子状態に与える影響が盛んに議論されている。ラマン散乱分光は結晶格子と結合していない生のネマティック揺らぎを観測できる数少ない実験手法の一つである。多くの鉄系超伝導体でラマン散乱分光によるネマティック揺らぎの観測が行われているが、代表的な鉄系超伝導体であるBaFe2(As1-xPx)2では未だ報告例がない。そこで、本研究では、BaFe2(As1-xPx)2における常伝導状態でのネマティック揺らぎの観測と超伝導状態での超伝導応答の観測を行った。本研究により、BaFe2(As1-xPx)2においてネマティック相転移温度T0が、Tcが最大になる最適組成付近で0Kになることがわかった。この結果は、この揺らぎが超伝導対形成機構に関与している可能性を示唆するものである。また、ネマティック感受率が急激に発達し始める温度TnemはARPESの研究で報告されている擬ギャップが発達し始める温度TPGとよく似た組成依存性を示すことがわかった。この結果は、擬ギャップの形成とネマティシティの間に相関があることを示唆している。また、BaFe2(As1-xPx)2 (x = 0.32, Tc = 30 K), (x = 0.38, Tc = 25 K)における超伝導状態と常伝導状態のラマン散乱応答を測定した。その結果、両組成においてTc以下でA1g, B1gの偏光配置でホール面と電子面の超伝導ギャップの二倍の相当するエネルギーに励起構造が観測された。さらに、これらの対破壊ピークとは別に、B1gにおいて最適組成付近で急激に増強されるピークを発見した。このピークはネマティック揺らぎと関連しており、この系の超伝導状態における電子間にネマティック相関が存在することを示している。