非弾性X線散乱で見る鉄系超伝導体の格子ダイナミクスと磁性の関係

Effect of magnetism on lattice dynamics in iron-based superconductors as seen via high-resolution inelastic X-ray scattering

村井 直樹  ; 福田 竜生  ; 田島 節子*; Baron, A. Q. R.*

Murai, Naoki; Fukuda, Tatsuo; Tajima, Setsuko*; Baron, A. Q. R.*

鉄系超伝導体は2008年に国内で発見された新しいタイプの高温超伝導体である。我々は、SPring-8の高分解能非弾性X線散乱を用いたフォノン分散測定から、同物質で実現されるスピン・フォノン結合の存在を明らかにした。特に、構造・磁気秩序相で形成されるマルチドメイン構造を抑制するために、一軸圧力下でのフォノン測定を行い、4回回転対称性を破る磁気秩序によって誘発されるフォノン分散構造の異方性の観測に初めて成功した。第一原理フォノン計算を組み合わせた解析を用いることで、鉄系超伝導体のフォノン構造におけるスピン揺らぎの重要性が示された。

Phonon spectra of detwinned SrFeAs crystals, as measured by inelastic X-ray scattering, show clear anisotropy accompanying the magneto-structural transition at 200 K. We model the modesplitting using magnetic DFT calculations, including a phenomenological reduction in force-constant anisotropy that can be attributed to magnetic fluctuations. This serves as a starting point for a general model of phonons in this material applicable to both magnetic and non-magnetic phase.