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Spin resonance in the new-structure-type iron-based superconductor CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$

飯田 一樹*; 石角 元志*; 永井 佑紀; 吉田 紘行*; Christianson, A. D.*; 村井 直樹; 川島 健司*; 吉田 良行*; 永崎 洋*; 伊豫 彰*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(9), p.093703_1 - 093703_4, 2017/09

 被引用回数:19 パーセンタイル:14.55(Physics, Multidisciplinary)

The dynamical spin susceptibility in the new-structure iron-based superconductor CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$ was investigated by a combination of inelastic neutron scattering (INS) measurements and random phase approximation (RPA) calculations. Powder INS measurements show that the spin resonance at Q$$_{rm res}$$ = 1.17(1) ${AA}$ vector in the tetragonal notation, evolves below Tc. The characteristic energy of the spin resonance E$$_{rm res}$$ = 12.5 meV is smaller than twice the size of the superconducting gap (2$$Delta$$). The broad energy feature of the dynamical susceptibility of the spin resonance can be explained by the RPA calculations which take into account the different superconducting gaps on the different Fermi surfaces. Our INS and PRA studies demonstrated that the superconducting pairing nature in CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$ is the s$$pm$$ symmetry.


Spontaneous decays of magneto-elastic excitations in non-collinear antiferromagnet (Y,Lu)MnO$$_{3}$$

Oh, J.*; Le, M. D.*; Nahm, H.-H.*; Sim, H.*; Jeong, J.*; Perring, T. G.*; Woo, H.*; 中島 健次; 河村 聖子; Yamani, Z.*; et al.

Nature Communications (Internet), 7, p.13146_1 - 13146_6, 2016/10

 被引用回数:33 パーセンタイル:14.54(Multidisciplinary Sciences)



Anisotropic magnetic form factor in a detwinned single crystal of BaFe$$_2$$As$$_2$$

樹神 克明; 石角 元志*; 脇本 秀一; 木方 邦宏*; Lee, C.-H.*; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 社本 真一

Physical Review B, 90(14), p.144510_1 - 144510_5, 2014/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:94.11(Materials Science, Multidisciplinary)

We have performed neutron diffraction measurements at 12K on a single crystal of BaFe$$_2$$As$$_2$$, which serves as the parent compound of iron-based superconductor. To investigate the in-plane anisotropy of the magnetic form factor in the antiferromagnetic phase, the single crystal was detwinned. The magnetic structure factor and magnetic form factor are well explained by the spin densities comprising $$3d_{yz}$$ electrons with a fraction of approximately 40% and electrons in the other four $$3d$$ orbitals each with a fraction of approximately 15%. It is a direct observation of the largely anisotropic spin density relative to the small orthorhombic lattice distortion, $$(a-b)/(a+b)$$ $$sim$$ 0.3%.


Inelastic neutron scattering on iron-based superconductor BaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$

石角 元志; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 脇本 秀一; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 新井 正敏; 社本 真一

Physica C, 471(21-22), p.643 - 646, 2011/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:76.61(Physics, Applied)



Neutron scattering of iron-based superconductors

社本 真一; 脇本 秀一; 樹神 克明; 石角 元志; Christianson, A. D.*; Lumsden, M. D.*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 新井 正敏; et al.

Physica C, 471(21-22), p.639 - 642, 2011/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)



$$s_{pm}$$-like spin resonance in the iron-based nodal superconductor BaFe$$_2$$(As$$_{0.65}$$P$$_{0.35}$$)$$_2$$ observed using inelastic neutron scattering

石角 元志; 永井 佑紀; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 脇本 秀一; 中村 博樹; 町田 昌彦; 鈴木 雄大*; et al.

Physical Review B, 84(14), p.144517_1 - 144517_5, 2011/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:24.78(Materials Science, Multidisciplinary)

$$T_c$$=30K、鉄系超伝導体BaFe$$_2$$(As$$_{0.65}$$P$$_{0.35}$$)$$_2$$の粉末試料を用いて非弾性中性子散乱測定を行った。この系は超伝導オーダーパラメータにラインノードを持っているが、われわれはスピン共鳴をラインノードを持たない$$s_{pm}$$鉄系超伝導体と同じ散乱ベクトルに観測した。さらに、共鳴の増大率はホールと電子面間における符号反転領域の尺度になるが、ラインノードを持たないものと同程度であった。これらのことはこの系におけるフェルミ面間の符号反転が支配的でラインノードはひとつのフェルミ面で符号反転領域を限られた領域しか作らないことを意味する。それゆえ、この系はLaFePO$$_{1-y}$$やKFe$$_2$$As$$_2$$($$T_c < $$10K)などのノードを持つ系よりも高い$$T_c$$を保持する。理論計算との比較は水平ラインノードが観測結果を再現するモデルの候補であることを示唆する。


Soft and isotropic phonons in PrFeAsO$$_{1-y}$$

福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 社本 真一; 石角 元志; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; et al.

Physical Review B, 84(6), p.064504_1 - 064504_13, 2011/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:56.74(Materials Science, Multidisciplinary)

Phonons in single crystals of PrFeAsO$$_{1-y}$$ are investigated using high-resolution inelastic X-ray scattering and ${it ab-initio}$ calculations. Extensive measurements show some changes in phonon spectra with temperature and/or doping. However, we compare our measurements with several calculations and find that the experimentally observed changes are much smaller than differences between the experimental data and the calculations. Agreement is improved if magnetism is included in the calculations, but still large disagreement remains. Several modifications of the calculations are considered and the best agreement is obtained from modifying the non-magnetic model by softening only the in-plane nearest-neighbor Fe-As force constant. Fluctuating magnetism may be a partial explanation for the failure of the calculations, but seems incomplete in the face of the similarity of the measured phonon response in all the systems investigated here including those known to have static magnetism.


Angle-resolved photoemission spectroscopy study of PrFeAsO$$_{0.7}$$; Comparison with LaFePO

西 一郎*; 石角 元志; 出田 真一郎*; Malaeb, W.*; 吉田 鉄平*; 藤森 淳*; 小谷 佳範*; 久保田 正人*; 小野 寛太*; Yi, M.*; et al.

Physical Review B, 84(1), p.014504_1 - 014504_5, 2011/07

 被引用回数:19 パーセンタイル:33.79(Materials Science, Multidisciplinary)



Structural analysis on iron-based superconductor Pr1111 system with oxygen deficiency and flourine substitution

樹神 克明; 石角 元志; 江坂 文孝; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 社本 真一

Journal of the Physical Society of Japan, 80(3), p.034601_1 - 034601_6, 2011/03

 被引用回数:11 パーセンタイル:38.15(Physics, Multidisciplinary)

We have performed structural analyses on iron-based superconductors, PrFeAsO$$_{1-y}$$ and PrFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$, systematically, by means of rietveld method on neutron powder diffraction data. The shifts of iron ion valence from +2, $$delta$$, are accurately determined from the occupancies of O and O$$_{1-x}$$F$$_x$$ sites obtained by the rietveld analysis and F-concentration obtained by secondary ion-microprobe mass spectrometry. $$T_textrm{c}$$-$$delta$$ curve of PrFeAsO$$_{1-y}$$ is different from the curve of PrFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$, indicating that $$delta$$ is not a principal parameter for $$T_textrm{c}$$ in so-called 1111 system. Structural parameters of the FeAs layers, for example, As-Fe-As bond angle and As-height from Fe layer, are different between both systems with similar $$delta$$-values. Their parent compounds are also found to have different structural parameters, possibly due to the different synthetic conditions. These results suggest that the difference of structural parameters of FeAs layer is the origin of the discrepancy of $$T_textrm{c}$$-$$delta$$ curves of both systems and the $$T_textrm{c}$$-value in the 1111 system is sensitive to the structural parameters. It may be attribute to an energy balance of the conducting bands contributing to the superconductivity.


From a single-band metal to a high-temperature superconductor via two thermal phase transitions

He, R.-H.*; 橋本 真*; Karapetyan, H.*; Koralek, J. D.*; Hinton, J. P.*; Testaud, J. P.*; Nathan, V.*; 吉田 良行*; Yao, H.*; 田中 清尚*; et al.

Science, 331(6024), p.1579 - 1583, 2011/03

 被引用回数:241 パーセンタイル:1.15(Multidisciplinary Sciences)



Phonon spectra of PrFeAsO$$_{1-y}$$ via inelastic X-ray scattering

福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 社本 真一; 石角 元志; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB015_1 - SB015_4, 2011/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.67(Physics, Multidisciplinary)



Spin excitations in iron oxypnictide superconductor system

社本 真一; 石角 元志; 脇本 秀一; 樹神 克明; 梶本 亮一; 新井 正敏; 福田 竜生; 中村 博樹; 町田 昌彦; 永崎 洋*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S284 - S287, 2010/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:75.93(Physics, Applied)

The spin excitations in the LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_{x}$$ system have been studied by inelastic neutron scattering measurements with powder samples. In the parent compound, the spin excitation was observed as a magnetic rod at ($$pi$$, $$pi$$, $$ell$$) in the downfolded tetragonal Brillouin zone. It persisted even in the tetragonal phase at $$T$$ = 280 K. In the superconducting compounds with $$x$$ = 0.057 and 0.082, the spin excitations developed below the superconducting transition temperatures up to the same order of magnitude as that in the parent compound, and they were peaked at about 11 meV. The spin excitation, however, almost disappeared in an overdoped compound with $$x$$ = 0.158, which exhibited only filamentary superconductivity below 7 K. These results indicate that the present superconductivity intimately correlates with the spin fluctuation possibly in relation to the nesting condition between the Fermi surfaces at $$Gamma$$ and M points.


Growth of PrFeAsO$$_{1-y}$$ single crystals and its characterization

石角 元志; 社本 真一; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 伊藤 利充*; 富岡 泰秀*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S322 - S323, 2010/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:86.56(Physics, Applied)

ベルト型高圧合成装置を用いて酸素欠損オキシニクタイド超伝導体PrFeAsO$$_{1-y}$$の単結晶試料を育成した。得られた単結晶試料の超伝導転移温度(Tc)は45Kであり、典型的な大きさは約800$$times$$1000$$times$$30$$mu m^3$$である。面内電気抵抗率は、銅酸化物高温超伝導体と同様にほぼ温度に比例する振る舞いを示しており、銅酸化物高温超伝導体と同様に強い非弾性散乱効果の存在が示唆される。さらにas-grownの単結晶試料を常圧下でアニールすることにより非超伝導の母相単結晶試料を得た。母層の試料の電気抵抗は、150K付近に構造相転移に相当するキンクと、12K付近のPrイオンの磁気秩序に起因すると考えられる構造で特徴付けられる。


Lower critical fields and the anisotropy in PrFeAsO$$_{1-y}$$ single crystals

岡崎 竜二*; Konczykowski, M.*; Van der Beek, C. J.*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; 山下 穣*; 石角 元志; 鬼頭 聖*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S485 - S486, 2010/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

鉄系オキシニクタイドPrFeAsO$$_{1-y}$$単結晶における$$H$$ $$parallel$$ $$c$$$$H$$ $$parallel$$ $$ab$$-planesのより下部臨界磁場$$H_{c1}$$を報告する。磁束ピン止めによって$$H_{c1}$$決定の困難さを回避することで、センサーの位置ごとの局所の磁気誘導を評価できる小型のホールセンサーアレイを使った新方式を開発した。結晶の縁に置かれたホールセンサーは、マイスナーの状態から最初の磁束侵入を明瞭に解明した。$$H$$ $$parallel$$ $$c$$による$$H_{c1}$$の温度依存性は、面内侵入の深さによって計測され、完全ギャップの超伝導状態と一致する。低温での$$H_{c1}$$の異方性は$$sim$$3であると評価され、それは$$H_{c2}$$よりさらに小さいものである。これは、マルチバンド超伝導性を意味し、超伝導性のアクティヴバンドはより二次元的である。


Disorder and flux pinning in superconducting pnictide single crystals

Van der Beek, C. J.*; Rizza, G.*; Konczykowski, M.*; Fertey, P.*; Monnet, I.*; 岡崎 竜二*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S385 - S386, 2010/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.75(Physics, Applied)



Interlayer Josephson couplings in Hg-based multi-layered cuprates

平田 靖透*; 小嶋 健児*; 内田 慎一*; 石角 元志; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 田島 節子*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S44 - S46, 2010/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:86.56(Physics, Applied)

多層系HgBa$$_{2}$$Ca$$_{n-1}$$Cu$$_{n}$$O$$_{2n+2+delta}$$ (${it n}$ = 2, 3, 4, and 5)多層系HgBa$$_{2}$$Ca$$_{n-1}$$Cu$$_{n}$$O$$_{2n+2+}$$の赤外反射率スペクトルを測定した。多層CuO$$_{2}$$面間のジョセフソン結合に付随した光学プラズマモードは、反射率スペクトルのc軸成分に$$T$$$$_{rm c}$$以下で出現する。二層と三層化合物において、光学ジョセフソンプラズマモードはこれまでにないほど高い周波数、$$sim$$700-800cm$$^{-1}$$$$T$$$$_{rm c}$$以下で出現する。プラズマ周波数は四層と五層化合物においてかなり減少する。これは、内側CuO$$_{2}$$面内の超伝導秩序の抑圧を示しており、NMR実験の結果と一致している。


Resonant inelastic X-ray scattering in single-crystal superconducting PrFeAsO$$_{0.7}$$

Jarrige, I.; 石井 賢司; 吉田 雅洋; 福田 竜生; 池内 和彦*; 石角 元志*; 平岡 望*; Tsuei, K.-D.*; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S377 - S378, 2010/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:75.93(Physics, Applied)

Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) spectra at the Fe K-edge were measured for a single-crystal of the iron oxypnictide superconductor PrFeAsO$$_{0.7}$$ ($$T_{rm C}$$ = 42 K). They disclose a weak, broad feature centered around 4.5 eV energy loss, which is slightly resonantly enhanced when the incident energy is tuned to the vicinity of the $$4p$$ white line. We tentatively ascribe it to the charge-transfer excitation between As $$4p$$ and Fe $$3d$$.


Degradation of superconductivity and spin fluctuations by electron overdoping in LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_{x}$$

脇本 秀一; 樹神 克明; 石角 元志; 松田 雅昌; 梶本 亮一; 新井 正敏; 加倉井 和久; 江坂 文孝; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 79(7), p.074715_1 - 074715_4, 2010/07

 被引用回数:50 パーセンタイル:11.84(Physics, Multidisciplinary)

Low energy spin fluctuations are studied for the electron-doped Fe-based superconductor LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$ by inelastic neutron scattering up to the energy transfer of $$omega = 15$$ meV using polycrystalline samples. Superconducting samples ($$x=0.057$$, $$T$$$$_{rm c}$$ = 25 K and $$x=0.082$$, $$T$$$$_{rm c}$$ = 29 K) show dynamical spin susceptibility $$chi"(omega)$$ almost comparable with the parent sample's. However $$chi"(omega)$$ is almost vanished in the $$x=0.158$$ sample where the superconductivity is highly suppressed. These results are compatible with the theoretical suggestions that the spin fluctuation plays an important role for the superconductivity.


C-axis critical current of a PrFeAsO$$_{0.7}$$ single crystal

柏谷 裕美*; 白井 一実*; 松本 哲郎*; 柴田 肇*; 神原 浩*; 石角 元志; 永崎 洋*; 伊豫 彰*; 社本 真一; 黒沢 格*; et al.

Applied Physics Letters, 96(20), p.202504_1 - 202504_3, 2010/05

 被引用回数:27 パーセンタイル:25.48(Physics, Applied)



Flux pinning in PrFeAsO$$_{0.9}$$ and NdFeAsO$$_{0.9}$$F$$_{0.1}$$ superconducting crystals

Van der Beek, C. J.*; Rizza, G.*; Konczykowski, M.*; Fertey, P.*; Monnet, I.*; Klein, T.*; 岡崎 竜二*; 石角 元志; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; et al.

Physical Review B, 81(17), p.174517_1 - 174517_11, 2010/05

 被引用回数:88 パーセンタイル:5.67(Materials Science, Multidisciplinary)


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