鉄系超伝導体における輸送係数の面内異方性
大成誠一郎 氏
Seiichiro Onari
岡山大学 異分野基礎科学研究所
2016年10月25日(火) 10時30分 理学館614
鉄系超伝導体において、一般的に回転対称性が4回対称から2回対称に破れた電子ネマティック相が出現する。電子ネマティック相は高温超伝導相に隣接しているため、超伝導発現機構を解明するにあたり、電子ネマティック相を理解することが不可欠である。我々は高次多体効果であるバーテックス補正を用いて、電子ネマティック状態が鉄のd軌道(xz, yz軌道)の軌道秩序状態として、自然に説明されること（軌道秩序機構）を以前示した[1-2]。 この理論の妥当性を検証するためにも、以下に述べる電子ネマティック状態における未解明な問題である「輸送係数の面内異方性」を研究し解明することが重要と考えた。 近年、鉄系超伝導体の軌道秩序状態において、特異な電気抵抗や熱起電力の面内異方性が観測されている。特にFeSeの電気抵抗の面内異方性がEu122系やBa122系の面内異方性と逆になること[3-5]や、Eu122系において熱起電力の面内異方性が著しく増大することが報告された[4]。これらの未解決問題を解明するために、我々は軌道秩序機構に基づいて電気抵抗と熱起電力の面内異方性を研究した。具体的には第一原理計算に基づいたLaFeAsO(122系のモデルに近い)とFeSeのd-p 8軌道モデルにおいて自己エネルギーを求め、久保公式により電気抵抗と熱起電力を計算した。 結果として、FeSeの抵抗率の面内異方性が122系と逆転する実験結果を再現することに成功した。また、熱起電力の面内異方性はLaFeAsOや122系においては大きいが、FeSeにおいては小さいことが明らかになった。結果の解析を行ったところ、軌道秩序によりスピン揺らぎの軌道依存性が顕著になり、準粒子ダンピングの軌道依存性が増大することが、電気抵抗や熱起電力の面内異方性を引き起こす原因であることが分かった。 [1] S. Onari and H. Kontani, Phys. Rev. Lett. 109, 137001 (2012). [2] Y. Yamakawa, S. Onari, H. Kontani, PRX 6, 021032 (2016). [3] M. A. Tanatar et al., arXiv:1511.04757. [4] S. Jiang et al., Phys. Rev. Lett. 110, 067001 (2013). [5] J-H. Chu et al, Science 329, 824 (2010).