高圧下物性測定手法の開拓と鉄系超伝導体の高圧下高温超伝導相近傍の物性の研究

高压物性测量方法开发及铁基超导体高压下高温超导相附近物性研究

• 批准号: 18J11320
• 负责人: 松浦 康平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11320/
• 关键词: 鉄系超伝導体; 高圧下物性; 電子液晶状態

鉄系超伝導体FeSeの硫黄置換系において、電子液晶相を完全に抑制した高置換組成試料の安定的な合成条件を決定し、大型の試料を大量に合成することに成功した。前年度、母物質であるFeSeで行ったミューオンスピン緩和率測定において、超伝導転移温度直下から時間反転対称性の破れた超伝導で生じる微小な内部磁場の観測に成功したが、上記のように合成した硫黄置換を施した試料を用いて、ゼロ磁場下のミューオンスピン緩和率測定の行うことで、時間反転対称性の破れに起因する内部磁場がどのような組成依存性を示すかを明らかにすることができた。加えて、磁場下でのミューオンスピン緩和率測定から磁場侵入長の絶対値および温度依存性を測定することに成功した。他方、硫黄置換系はSeを原子半径の小さい元素に置換しているため、化学的に圧力を加えている系であるが、逆に原子半径の大きい元素Teで置換した系は負圧を与えると考えられる。この系においても系統的に高圧下物性測定を行うことで、電子液晶相と圧力誘起磁性相と超伝導相の関係について、さらに理解を深められると考えた。そこで、前年度、母物質であるFeSeの純良な単結晶試料を合成することが可能である化学蒸気輸送法を用いて、Te置換系を合成することを試みた。温度条件、組成条件を変更することで、従来の合成手法では相分離が生じてしまい合成が困難である領域の試料の合成に成功した。また、得られた試料において圧力下物性測定を行うことで、Te置換量-圧力-温度の三次元相図の確立に成功し、硫黄置換系とは大きく異なった特徴を有する相図であることを明らかにした。この研究の延長として、前年度と異なった組成での圧力下物性測定を行い、系統的に変化していることを明らかにすることができた。また、X線構造解析の結果、構造の観点からTe置換を施すことで電子状態がどのように変化しているか調べた。

Iron objects is super conductor 伝 FeSe の sulfur replacement system に お い て and electron liquid crystal phase を に completely inhibit し た high displacement of sample の stable な を decided し synthetic conditions, large の sample を large に synthetic す る こ と に successful し た. Before year, mother material で あ る FeSe で line っ た ミ ュ ー オ ン ス ピ ン alleviation rate determination に お い て, super 伝 guide planning move straight temperature か ら time against planning polices according to sex の broken れ た super 伝 guide で raw じ る な minor internal magnetic field の 観 に measuring success し た が, written の よ う に synthetic し た sulfur replacement を shi し た sample を with い て, ゼ ロ magnetic field の ミ ュ ー オ ン ス ピ Line ン alleviation rate determination の う こ と で, time planning polices according to sexual の broken れ に cause す る internal magnetic field が ど の よ う な composition dependence を shown す か を Ming ら か に す る こ と が で き た. Add え て, magnetic field で の ミ ュ ー オ ン ス ピ ン alleviation rate determination か ら magnetic field into long の unique numerical お seaborne よ び temperature dependency を determination す る こ と に successful し た. Fang, sulfur replacement は Se を atomic radius small の さ い element に replacement し て い る た め, chemical に pressure を plus え て い る department で あ る が, reverse に atomic radius の big き い element Te で replacement し た department は negative 圧 を and え る と exam え ら れ る. こ の is に お い て も system に high physical properties determination under 圧 を line う こ と で と and electron liquid crystal phase pressure induced magnetic phase と super 伝 guide phase の masato is に つ い て, さ ら に understand を deep め ら れ る と exam え た. そ こ で, before the year, the mother material で あ る FeSe の virtuous な 単 crystal sample を synthetic す る こ と が may で あ る chemical vapor 気 transportation method を い て, Te replacement を synthetic す る こ と を try み た. Temperature conditions, composition を - more す る こ と で, 従 synthesis technique で の は phase separation が raw じ て し ま い synthetic が difficult で あ の る field sample の synthetic に success し た. ま た, ら れ た sample に お い て physical properties determination under pressure line を う こ と で, Te displacement quantity - pressure - temperature の three dimensional phase 図 の establish に し success, sulfur replacement と は big き く different な っ た, 徴 を have す る phase 図 で あ る こ と を Ming ら か に し た. こ の research の extended と し て, before the annual と different な っ た composition で の under the pressure of physical properties を い, system に variations change し て い る こ と を Ming ら か に す る こ と が で き た. ま た, the result of X-ray analytical の structure, tectonic の 観 point か ら Te replacement を shi す こ と で electronic state が ど の よ う に variations change し て い る か adjustable べ た.

项目成果

Tuning the Nematic and Magnetic Phases in the T-P-x Three-Dimensional Phase Diagram of FeSe1-xSx

调整 FeSe1-xSx 的 T-P-x 三维相图中的向列相和磁相

• 发表时间: 2018
• 作者: Kuwayama Takanori;Matsuura Kohei;Mizukami Yuta;Kasahara Shigeru;Matsuda Yuji;Shibauchi Takasada;Uwatoko Yoshiya;Fujiwara Naoki;Kohei Matsuura;Kohei Matsuura
• 通讯作者: Kohei Matsuura

Columbia University(米国)

哥伦比亚大学（美国）

Three-dimensional electronic phase diagram of FeSeS

FeSeS的三维电子相图

• 发表时间: 2018
• 作者: Kuwayama Takanori;Matsuura Kohei;Mizukami Yuta;Kasahara Shigeru;Matsuda Yuji;Shibauchi Takasada;Uwatoko Yoshiya;Fujiwara Naoki;Kohei Matsuura;Kohei Matsuura;Kohei Matsuura
• 通讯作者: Kohei Matsuura

Evidence for time-reversal symmetry breaking in the superconducting state of FeSe

FeSe 超导态时间反演对称性破缺的证据

• 发表时间: 2018
• 作者: Kuwayama Takanori;Matsuura Kohei;Mizukami Yuta;Kasahara Shigeru;Matsuda Yuji;Shibauchi Takasada;Uwatoko Yoshiya;Fujiwara Naoki;Kohei Matsuura
• 通讯作者: Kohei Matsuura

77Se-NMR Study under Pressure on 12%-S Doped FeSe

• DOI: 10.7566/jpsj.88.033703
• 发表时间: 2019-03-15
• 期刊: JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
• 影响因子: 1.7
• 作者: Kuwayama, Takanori;Matsuura, Kohei;Fujiwara, Naoki
• 通讯作者: Fujiwara, Naoki