抖阴旅行射

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科物理学専攻
准教授　水上雄太（みずかみゆうた）

【発表のポイント】

• 第4の超伝导状态が期待されている鉄系超伝导体贵别厂别_1-xS_xの磁场侵入长を精密に测定することにより、非常に特异な超伝导特性を明らかにしました。
• 试料に系统的に欠陥を导入していくと、第4の超伝导状态が徐々に壊されていくことを明らかにしました。
• 本研究により、超伝导状态の基础的理解を进展させるとともに、新奇な超伝导状态に関するさらなる理论的?実験的研究を促进することが期待されます。

【概要】

东京大学大学院新领域创成科学研究科の永岛拓也大学院生、石原滉大助教、松浦康平大学院生（研究当时、现在东京大学大学院工学系研究科助教）、水上雄太助教（研究当时、现在东北大学大学院理学研究科准教授）、桥本顕一郎准教授、芝内孝禎教授らの研究グループは、仏エコールポリテクニークと共同で、鉄系超伝导体（注1）の一种である贵别厂别_1-xS_xにおける第4の超伝导状态の特异な超伝导特性とその不安定性を明らかにしました。

一般に金属中では、电子系の最低エネルギー状态として波数空间にフェルミ面（注2）が现れます。一方で、超伝导状态ではフェルミ面が不安定になり、このフェルミ面が完全に消失する场合（第1の超伝导体）や点（第2の超伝导体）もしくは线（第3の超伝导体）状の部分のみを残して消失する场合が知られていました。しかし、近年鉄系超伝导体の一种であるFeSe_1-xS_xでは、超伝导状态においてフェルミ面が面状に残る「第4の超伝导状态」の可能性が指摘されており、大きな注目を集めています。そこで研究グループは、超伝导体の磁気的な性质を反映する磁场侵入长（注3）を精密に测定することにより、FeSe_1-xS_xにおける超伝导特性の解明を试みました。その结果、得られた磁场侵入长の温度依存性は、フェルミ面が面状に残る理论モデルで定性的に説明ができることがわかりました。さらに、试料に欠陥を系统的に导入していくと、第4の超伝导状态が徐々に壊され、最终的に面状のフェルミ面が消失することを明らかにしました。

本研究结果は、近年提案された第4の超伝导状态における特异な磁気的性质や欠陥に対する不安定性を明らかにしたものであり、超伝导状态の基础的理解に大きく贡献するとともに、第4の超伝导状态に関するさらなる理论的?実験的研究を促进することが期待されます。

本研究成果は2024年10月10日付け（现地时间）で、米国科学誌『Physical Review Letters』にオンライン掲载されました。

【用语解説】

（注1）鉄系超伝导体
鉄系超伝导体とは、2008年に东京工业大学の细野秀雄教授（当时）の研究グループによって初めて発见された、鉄原子を含む超伝导物质群を指します。通常、超伝导は磁场によって破壊されることから、磁性元素である鉄との相性が悪いと考えられていたためこの物质群の発见は大きなインパクトをもたらしました。この物质群の超伝导の発现メカニズムは非常に复雑であることや铜酸化物高温超伝导体に次いで高い温度で超伝导を示すことから、超伝导现象を理解する上で重要な物质群となっています。

（注2）フェルミ面
フェルミ面とは、运动量空间における絶対零度での占有状态と非占有状态の境界に対応します。金属では、この境界をまたいで占有された状态から占有されていない状态へほんの少しのエネルギーで电子が移动できるため、高い电気伝导性を示します。金属の物理特性の多くはフェルミ面の形状によって决まっていることから、物性を调べる上で非常に重要な概念であると考えられています。

（注3）磁场侵入长
超伝导体では、弱い磁场を试料に印加するとその磁场は试料内部から排斥されます（マイスナー効果）。このとき、超伝导体试料表面近傍では数十～数千ナノメートル程度のわずかな领域にのみ磁场が侵入しており、この磁场が侵入する长さを「磁场侵入长」と呼びます。磁场侵入长は超伝导电子密度と呼ばれる超伝导电子対を形成している电子の単位体积当たりの数（电子数密度）を反映し、超伝导発现机构と结びついているため超伝导発现机构を理解する上で重要な物理量の一つです。

【论文情报】

タイトル：Lifting of gap nodes by disorder in tetragonal FeSe1-xSx superconductors
at the Interface between Water and the Basal Plane of Single-Crystal Ice Ih
著者： Takuya Nagashima, Kota Ishihara*, Kumpei Imamura, Masayuki Kobayashi, Masaki Roppongi, Kohei Matsuura, Yuta Mizukami, Romain Grasset, Marcin Konczykowski, Kenichiro Hashimoto, and Takasada Shibauchi* （*責任著者）
掲載誌：Physical Review Letters
DOI:

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院理学研究科
物理学専攻
准教授 水上 雄太（みずかみ ゆうた）
罢贰尝：022-795-6476
贰尘补颈濒：尘颈锄耻办补尘颈*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫
（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
罢贰尝：022-795-6708
贰尘补颈濒：蝉肠颈-辫谤*尘补颈濒.蝉肠颈.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫
（*を蔼に置き换えてください）