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Phonons of Fe-based superconductor Ca$$_{10}$$Pt$$_4$$As$$_8$$(Fe$$_{1-x}$$Pt$$_x$$As)$$_{10}$$

鉄系超伝導体Ca$$_{10}$$Pt$$_4$$As$$_8$$(Fe$$_{1-x}$$Pt$$_x$$As)$$_{10}$$におけるフォノン

池内 和彦*; 小林 義明*; 鈴木 一範*; 伊藤 正行*; 梶本 亮一 ; Bourges, P.*; Christianson, A. D.*; 中村 博樹; 町田 昌彦; 佐藤 正俊*

Ikeuchi, Kazuhiko*; Kobayashi, Yoshiaki*; Suzukia, Kazunori*; Ito, Masayuki*; Kajimoto, Ryoichi; Bourges, P.*; Christianson, A. D.*; Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko; Sato, Masatoshi*

中性子非弾性散乱実験による超伝導体Ca$$_{10}$$Pt$$_4$$As$$_8$$(Fe$$_{1-x}$$Pt$$_x$$As)$$_{10}$$のフォノンの測定結果を報告する。特に転移温度33K付近でのクーパー対に対する軌道揺らぎの影響を調査し、弾性定数$$C_{66}$$に対応する面内横音響フォノンに少しソフト化が起きていることを観測した。また、転移温度以上の温度で面内光学フォノンが異常に強く変化するのを観測した。このモードは鉄と砒素の面内振動に対応しており、鉄のd軌道の軌道揺らぎと格子系の結合に関する情報を与えている。この結果は超伝導発現機構やいわゆるネマティック相の研究に有益な情報をもたらすものである。

We report the results of inelastic neutron scattering measurements on particular phonons of a superconducting (SC) Ca$$_{10}$$Pt$$_4$$As$$_8$$(Fe$$_{1-x}$$Pt$$_x$$As)$$_{10}$$ with the onset transition temperature $$T_c sim 33$$ K to investigate mainly what roles orbital fluctuation plays in Cooper pairing, where we observed a slight softening of the in-plane transverse acoustic mode corresponding to the elastic constant $$C_{66}$$. This softening starts at temperature $$T$$ well above the SC $$T_c$$, as $$T$$ decreases. An anomalously strong change of the scattering intensity of in-plane optical modes was observed at the M point of the pseudo tetragonal reciprocal space in the range of 35 $$< omega <$$ 40 meV with decreasing $$T$$ from far above $$T_c$$. Because this $$omega$$ region mainly corresponds to the motion of Fe and As atoms in the FeAs planes, the finding presents information on the coupling between the orbital fluctuation of Fe $$3d$$ electrons and the lattice system, useful for studying the possible roles of orbital fluctuation in the pairing mechanism and/or the appearance of the so-called nematic phase.

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分野:Physics, Condensed Matter

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