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X線非弾性散乱による鉄系超伝導物質の格子振動の測定

Lattice dynamics of LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$ and PrFeAsO$$_{1-y}$$ via inelastic X-ray scattering

福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 社本 真一; 石角 元志; 中村 博樹; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 筒井 智嗣*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; 新井 正敏; 永崎 洋*; 細野 秀雄*

Fukuda, Tatsuo; Baron, A. Q. R.*; Shamoto, Shinichi; Ishikado, Motoyuki; Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko; Uchiyama, Hiroshi*; Tsutsui, Satoshi*; Iyo, Akira*; Kito, Hijiri*; Mizuki, Junichiro; Arai, Masatoshi; Eisaki, Hiroshi*; Hosono, Hideo*

われわれは、鉄系新超伝導物質の超伝導発現機構に関する知見を得るため、非共鳴X線非弾性散乱法を用い、LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$($$x$$=0, 0.1)及びPrFeAsO$$_{1-y}$$($$y$$=0.4)の粉末試料で格子振動密度(DOS)の測定を、さらにPrFeAsO$$_{1-y}$$($$ysim$$0.1)の単結晶で格子振動の分散関係の測定を行った。実験データの解析の結果、DOSはどの試料もほぼ同じ形をしており、3番目のピークが第一原理計算の結果と比較して5meV程度ソフト化していることを見いだした。これは分散関係とともに、Fe-As間の第一近接の相互作用のみを30%程度弱めることによって矛盾なく説明できることがわかった。

We studied the lattice dynamics of powders, LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$ ($$x$$=0, 0.1) and PrFeAsO$$_{1-y}$$ ($$ysim$$0.4), and a single crystal, PrFeAsO$$_{1-y}$$ ($$ysim$$0.1), using inelastic X-ray scattering. The third peak in phonon density of states are found to be softened by 5 meV compared with ab-initio calculations. A model that agrees reasonably well with all of the data is built from results of ab-initio calculations by reducing the strength of the Fe-As bond by 30%.

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