鉄系超伝導体の圧力効果 • 超伝導について高温超伝導ケーブルの試験（横浜）電気抵抗がゼロに永久電流が流れる無損失で電力輸送リニアモーターカー超伝導マグネット超伝導体開発の歴史(背景） Tc vs. year 圧力効果も同時にプロット H. Takahashi: JPSJ Online-News and Comments [Jun. 10, 2008] 目標 (1) 高いTcを目指す (2) 新超伝導体のメカニズム解明による新概念の創製研究の背景－鉄系超伝導の発見と大きな圧力効果相図 LaFeAsO1-xFx Tc = 26 K 1111 type structure (La1111) 超伝導反強磁性 [Y. Kamihara et al., JACS 130, 3296 (2008)] O F La-O La layer e- Fe-As layer Fe As F置換 [H. Luetkens et al., NM8, 302 2009] 圧力効果 Tc = 43 K at 4 GPa Schematic crystal structure of LaFeAsO1-xFx two dimensional electron doping [H. Takahashi et al., Nature 453 ,376 2008] 研究の目的 LnFeAs(O1-xFx) LnFeAsO1-d [Z. A. Ren et al., EPL 83 (2008) 17002] Ln=ランタノイドのイオン半径が小さいものほどTcが増大（化学圧力） Tcの圧力効果（物理圧力）の結果が指針となる目的・鉄系超伝導体の高圧実験から高いTcを得ること。・物理量の圧力効果から超伝導機構についての知見を得ること。特にX線回折実験により高圧下での結晶構造を決定する・新物質開発の指針を得ること。研究の成果新物質開発（細野グループ） • 1111型 CaFeAsF Fe→Co置換、F → H置換 • 1111型 SmFeAsO O→ H置換 • 1111型 LaFeAsO O→ H置換 • 122型 SrFe2As2 Sr → La置換 • 122型 LaCo2B2 Co → Fe置換、La → Y置換 • 11型 FeSe Se → S置換(NIMS高野グループ) 研究の成果 CaFeAsF, CaFeAsH Tcの圧力効果と結晶構造の圧力効果との関連研究の成果 Sr1-xLaxFe2As2 a軸 c軸 [Y. Muraba et al., PRB 82 (2010) 180512(R)] Tcの圧力効果構造相転移格子定数の圧力効果 Tcの圧力効果と結晶構造の関係、圧力による構造相転移でTc抑制研究の成果 Fe(Se1-xSx)2 Tcミニマム Tcの圧力効果圧力に対する構造パラメーターの急な変化が Tcミニマムに対応している結果と考察 (構造パラメータと超伝導転移温度の相関) [C. H. Lee et al., JPSJ 77 (2008) 083704] FeAs4四面体が正四面体(a = 109.47º) に近づくほど超伝導転移温度が高い。理論的にも電子構造と原子位置の強い相関が示唆されている。 LnFeAsO1-xFxの構造パラメータの圧力依存性（LaFeAsO1-xFxでの実験を進行中）高圧発生装置ピストンシリンダー装置とダイヤモンドアンビルセルダイヤモンドアンビルセル装置ピストンシリンダー装置３～４GPaまで静水圧性は良い電気抵抗や磁化率測定試料空間大５０～１００GPaまで X線回折、電気抵抗、磁化率測定試料空間極小静水圧性は圧力媒体による高圧発生装置キュービックアンビルセルと一軸圧縮キュービックアンビルプレス装置１２GPaまで静水圧性は良い電気抵抗や磁化率測定試料空間やや大一軸応力発生装置と一軸ひすみ発生装置１GPa程度まで、電気抵抗や磁化率測定試料が破壊するまで今後、異方的圧縮による効果も調べたい川上グループ（サブグループ）上：SrFeO3 下：SrFO2 SrFeO2の高圧メスバウワー S=2（黄) →S=1 (青)の磁気転移 SrFeO2の高圧電気抵抗