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論文

Retreat from stress; Rattling in a planar coordination

末國 晃一郎*; Lee, C. H.*; 田中 博己*; 西堀 英治*; 中村 篤*; 笠井 秀隆*; 森 仁志*; 臼井 秀知*; 越智 正之*; 長谷川 巧*; et al.

Advanced Materials, 30(13), p.1706230_1 - 1706230_6, 2018/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:13.58(Chemistry, Multidisciplinary)

高性能デバイスとしての熱電材料には、高い電気伝導度と低い熱伝導度という相反する要求を同時に満たす必要がある。本研究では、テトラへドライト(Cu,Zn)$$_{12}$$(Sb,As)$$_{4}$$S$$_{13}$$の結晶構造とフォノンダイナミクスを調べ、平面内に配位している銅原子のラットリング運動がフォノンを効率良く散乱することを見出した。これらの知見は、平面配位構造を有する高性能熱電材料の新たな開発指針を与えるものである。

論文

Switching of intra-orbital spin excitations in electron-doped iron pnictide superconductors

飯村 壮史*; 松石 聡*; 宮川 仁*; 谷口 尚*; 鈴木 雄大*; 臼井 秀知*; 黒木 和彦*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; et al.

Physical Review B, 88(6), p.060501_1 - 060501_5, 2013/08

 被引用回数:18 パーセンタイル:25.75(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigate the doping dependence of the magnetic excitations in two-superconducting-dome-system LaFeAsO$$_{1-x}$$D$$_{x}$$. Using inelastic neutron scattering, spin fluctuations at different wavenumbers were observed under both superconducting domes around $$x = 0.1$$ and 0.4, but vanished at $$x = 0.2$$ corresponding to the $$T_c$$ valley. Theoretical calculations indicate that the characteristic doping dependence of spin fluctuations is rationally explained as a consequence of the switching of the two intra-orbital nestings within Fe-3$$d_{YZ, ZX}$$ and 3$$d_{X^2-Y^2}$$ by electron doping. The present results imply that the multi-orbital nature plays an important role in the doping and/or material dependence of the $$T_{c}$$ of the iron pnictide superconductors.

論文

Theoretical analysis for inelastic neutron scattering on BaFe$$_{2}$$(As$$_{1-x}$$,P$$_{x}$$)$$_{2}$$ using realistic three-dimensional 10-orbital tight-binding model

永井 佑紀; 中村 博樹; 鈴木 雄大*; 臼井 秀知*; 黒木 和彦*; 町田 昌彦

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB021_1 - SB021_4, 2011/12

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

近年発見された鉄系高温超伝導体は、産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されている。機構においても、量子ビーム部門のJ-PARCによる中性子散乱実験が行われており、その結果の解析が必要とされている。本発表では、J-PARCで行われているBaFe$$_{2}$$(As$$_{1-x}$$,P$$_{x}$$)$$_{2}$$の中性子散乱実験の結果を解析するために、第一原理計算結果に基づくモデルと多軌道乱雑位相近似を組合せた手法を用いシミュレーションを行うことで、この物質の超伝導発現機構について新たな知見が得られたことを報告する。なお、課題解決にあたり、機構のスーパーコンピュータBX900を対象とした大規模並列計算コードを開発し、従来実現できなかった三次元10軌道模型によるシミュレーションを実施した。その結果、Pを含む鉄系超伝導体BaFe$$_{2}$$(As$$_{1-x}$$,P$$_{x}$$)は含まない他の超伝導体と超伝導発現機構が異なる可能性があることがわかった。以上の知見は、鉄系超伝導体の転移温度を上昇させる方針方法に指針を与えるものであると考えられる。また、開発した計算コードは、当室における原子力材料のマルチスケールシミュレーション開発に資する成果であり、当該成果の反映が期待できる。

論文

$$s_{pm}$$-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:24 パーセンタイル:22.36(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。

口頭

鉄系超伝導体の非弾性中性子散乱

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

no journal, , 

鉄系高温超伝導体が東京工業大学の細野研究室において発見されて以来もうすぐ3年になるが、超伝導転移温度($$T_c$$)は最高で55Kと、銅酸化物高温超伝導体に続く2番目に高い物質系となっている。そのなかで最初に発見されたLaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$ ($$T_c^{max}$$=28K)系と最近、オーダーパラメータにノードが発見され話題となったBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$の粉末試料を、われわれはフェルミチョッパー型分光器(四季:BL01)を用いて調べてきたので、その結果について報告する。

口頭

Resonant spin excitation on iron-based superconductor BaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$

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.

no journal, , 

鉄系超伝導体の中で最高の$$T_c$$を有する$$Ln$$1111系の超伝導ギャップ対称性は磁場進入長や中性子散乱実験などの結果からフルギャップ$$s$$$$pm$$波だと考えられている。一方、BaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$ではその比較的高い$$T_c$$(=30K)にもかかわらず、磁場進入長や熱伝導度の実験より超伝導ギャップにラインノードが存在することが提案されている。したがって対称性の異なるBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$の非弾性中性子散乱ではLa1111とは異なる$$Q$$位置,$$E$$依存性の共鳴モードが期待される。本研究でわれわれは、最適ドープBaFe$$_2$$(As$$_{0.65}$$P$$_{0.35}$$)$$_2$$の多結晶粉末試料の非弾性中性子散乱測定をフェルミチョッパー分光器,四季(J-PARC)を用いて行った。測定の結果、磁気励起は他のフルギャップ$$s$$$$pm$$波系とほぼ同じ$$(Q,E)$$位置において、同程度の共鳴による増大が観測された。この系はフルギャップ$$s$$$$pm$$波系とほぼ同じ磁気励起の特徴を持っていることを意味する。講演では中性子散乱の結果とラインノードの存在から考えられる超伝導ギャップ対称性について考察する。

口頭

Inelastic neutron scattering studies on iron-based high-$$T_c$$ superconductors

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

no journal, , 

さまざまな種類の鉄系超伝導体の中で、われわれはフェルミチョッパー分光器(四季:J-PARC)を用いて、LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$ ($$T_c^{max}$$=28K)とBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$ ($$T_c^{max}$$=31K)を中心に研究してきた。これまで得られたデータをもとにして高$$T_c$$と磁気揺らぎの関係性について議論する。

口頭

Spin resonance on Fe-based superconductor BaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$ with nodal gap symmetry

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

no journal, , 

最適ドープBaFe$$_2$$(As$$_{0.65}$$P$$_{0.35}$$)$$_2$$の粉末試料($$sim$$36g)を用いて中性子非弾性散乱測定を行った。その結果、常伝導状態での磁気励起と超伝導状態での共鳴の増大の両方が、La1111系と同程度に観測された。このことは、オーダーパラメータが他のフルギャップ$$s_{pm}$$波系とほぼ同じであることを示している。中性子非弾性散乱の結果と他のラインノードを示唆する実験を考え合わせると、この系の超伝導対称性は基本的には$$s_{pm}$$対称性が支配的でわずかにオーダーパラメータの符号が反転している領域が存在することが考えられる。かつ、このことがこの系がノードを持ちながら高い$$T_{rm c}$$を保有する理由となっている。

口頭

鉄系超伝導体La1111系及びBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$の磁気散乱

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

no journal, , 

われわれは、鉄系超伝導体LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_x$$($$T^{max}_{rm c}$$=28K)及びBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$($$T^{max}_{rm c}$$=31K)の粉末試料を用いた非弾性中性子散乱の測定を系統的に行ってきたので、その結果について報告する。

口頭

Spin resonance mode on Fe-based superconductor BaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$ with $$T_{rm c}$$=30K

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.

no journal, , 

超伝導オーダーパラメータにラインノードを持つBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$の粉末非弾性中性子散乱実験をJ-PARC, フェルミチョッパー分光器(四季)を用いて行った。予想に反して、超伝導状態におけるスピン共鳴はラインノードを持たないフルギャップs$$pm$$波の鉄系超伝導体と同じQ位置、ほぼ同程度の共鳴による増大率が観測された。このことはBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$のオーダーパラメータの対称性がフルギャップs$$pm$$波が支配的になっていることを示唆する。講演では理論計算との比較から考えられる超伝導ギャップ対称性について議論する。

口頭

Spin resonance on nodal iron-based high-TC superconductors

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

no journal, , 

オーダーパラメータにノードを持つ鉄系超伝導体LaFePO$$_{0.9}$$($$T_{rm c}$$=5K)及びBaFe$$_2$$(As,P)$$_2$$($$T_{rm c}$$=30K)のスピン揺らぎについて、J-PARC, MLFのチョッパー分光器(四季)とJRR-3号炉の3軸分光器(TAS-1)を相補的に用いた非弾性中性子散乱の系統的な研究を行ってきたのでその結果について報告する。

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