New antiferromagnetic order with pressure-induced superconductivity in EuFeAs

EuFeAsでの圧力誘起超伝導に伴う新規反強磁性秩序

池田 修悟*; 土屋 優*; Zhang, X.-W.*; 岸本 俊二*; 亀卦川 卓美*; 依田 芳卓*; 中村 博樹  ; 町田 昌彦  ; Glasbrenner, J.*; 小林 寿夫*

Ikeda, Shugo*; Tsuchiya, Yu*; Zhang, X.-W.*; Kishimoto, Shunji*; Kikegawa, Takumi*; Yoda, Yoshitaka*; Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko; Glasbrenner, J.*; Kobayashi, Hisao*

新規超伝導物質の発現機構を解明するためには磁性と超伝導性の関係を理解することが重要である。我々は鉄ヒ素超伝導体の一つであるEuFeAsに対してFe核共鳴前方散乱(NFS)を用い、2.4から3.0GPaの圧力範囲で、Fe副格子での反強磁性と超伝導の共存を発見した。Fe副格子の磁性状態は2.7GPaでストライプ型反強磁性から超伝導を伴う新しい反強磁性秩序へと変化した。超伝導転移温度以下で、超伝導とともに新しい反強磁性が発展しているのが、NFSの温度依存性から明らかになった。この2種類の秩序の非自明な相関は鉄系超伝導体における磁性と超伝導の新しく興味深い関係性を証明するものである。

The interplay between magnetism and superconductivity is one of important subjects to investigate the pairing mechanism in novel superconductors. We have found new coexistence between an antiferromagnetic order in the Fe sublattice and superconductivity of the FeAs-based EuFeAs superconductor in the pressure range from 2.4 to 3.0 GPa by Fe nuclear forward scattering (NFS) using a single crystal sample. The magnetic state in the Fe sublattice changes to a new antiferromagnetic one with superconductivity from a stripe-type antiferromagnetic one observed in normal conducting state at 2.7 GPa. Below the superconducting transition temperature, the temperature dependence of Fe NFS spectra reveals that the new antiferromagnetic order develops with the superconductivity. This non-trivial coupling of two ordered states in EuFeAs under pressure demonstrates a new and intriguing relationship between magnetism and superconductivity in Fe-based superconductors.