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

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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。