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物性:SmFeAsO1−xFxおよびBa1−xKxFe2As2における大きな鉄同位体効果

Nature 459, 7243 doi: 10.1038/nature07981

オキシプニクタイドにおいて転移温度(TC)がMcMillan限界の39 K(バーディーン・クーパー・シュリーファー理論によって予測された理論的最高値)よりも高い超伝導が最近発見されたことは、大きな反響を呼んだ。理論計算から、電子-フォノン相互作用はそのような高い転移温度をもたらすほどには強くないことが示され、強い強磁性/反強磁性ゆらぎが原因となると提唱されてきた。しかし、プニクタイド超伝導体における超伝導と磁性は、結晶格子に対して非常に敏感であり、このことは非従来型の電子-フォノン結合の可能性を示唆している。今回我々は、SmFeAsO1−xFxおよびBa1−xKxFe2As2系で、酸素と鉄の同位体置換がTCとスピン密度波(SDW)転移温度(TSDW)に及ぼす影響について報告する。酸素同位体がTCおよびTSDWに及ぼす影響は非常に小さいのに対し、鉄同位体指数αC = −dlnTC/dlnMは約0.35である(0.5が最大同位体効果に対応する)。意外なことに、鉄同位体交換は、TSDWに対してTCと同じ効果を示す。このことは、電子-フォノン相互作用が超伝導機構に何らかの役割を果たすことを示している。しかし、強いマグノン-フォノン結合を伴うため、単純な電子-フォノン結合機構は可能性が小さいと考えられる。

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