BiS2系超伝導体Sr1-xLaxFBiS2に電子をドープしたとき絶縁体から超伝導体への転移

SAKAI Hideaki; KOTAJIMA Daichi; SAITO Kosuke; WADATI Hiroki; WAKISAKA Yuki; MIZUMAKI Masaichiro; NITTA Kiyofumi; TOKURA Yoshinori; TOKURA Yoshinori; ISHIWATA Shintaro

文献

J-GLOBAL ID：201402230393313240 整理番号：14A0153960

BiS₂系超伝導体Sr_1-xLa_xFBiS₂に電子をドープしたとき絶縁体から超伝導体への転移

Insulator-to-Superconductor Transition upon Electron Doping in a BiS₂-Based Superconductor Sr_1-xLa_xFBiS₂

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資料名：
巻： 83 号： 1 ページ： 014709.1-014709.7 発行年： 2014年01月15日
JST資料番号： G0509A ISSN： 0031-9015 CODEN： JUPSA 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：英語 (EN)

BiS₂系超伝導体Sr_1-xLa_xFBiS₂(0≦x≦0.6)に対する電子ドーピング効果を,系統的に合成した多結晶を使い,X線回折,X線吸収分光法,輸送及び熱力学的測定により調べた。元の化合物はBiS₂層があるバンド絶縁体であり,SrをLaで置換すると電子キャリアを受け入れることを示す証拠が,Bi 6p軌道の占有率を反映するX線吸収スペクトルの変化から得られた。キャリア密度が高くなると,抵抗率は徐々に低下し,x≧0.45でバンド金属状態が現れた。ここではバルク超伝導はそれ自身約3K以下で現れた。xを0.6から0.45へ小さくすると,T_c値は徐々に高くなり,x~0.4の臨界濃度で突然零まで低下し,キャリア密度に極めて敏感な絶縁体-超伝導体転移が起きた。さらに熱力学的測定の結果から,絶縁相に近づいたとき,超伝導結合強度が増大する可能性が明らかになった。得られた超伝導状態図は,これまでRO_1-xF_xBiS₂(R=希土類)に対して報告されている幅広いドーム形の超伝導状態図とは著しく異なることから,超伝導に対してブロッキング層が強く影響すると推測される。その代わり,すべてこれら特徴はLiインターカレートZrNCl超伝導体で観測される特徴と,後者の化合物の臨界電子濃度が6%と低いことを除いて,似ている。この超伝導体に対して,特に,正孔型キャリアの存在がHall効果測定の結果から,常伝導状態において示された。BiS₂層へ剛体バンドドーピングを行って状態図を作ったSr_1-xLa_xFBiS₂系は,正孔型と電子型のFermi面両方を持つドープした層状バンド絶縁体から導かれる超伝導の別の原型的な超伝導の例であろう。(翻訳著者抄録)

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金属系超伝導体の物性

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