鉄系超伝導体11系における超伝導化の秘訣

鉄系超伝導体の中で最もシンプルな結晶構造を持つ11系は、鉄とカルコゲンの化合物であり、FeSeやFeTeに代表される層状物質である。層間にわずかに過剰な鉄が存在することが知られており、その過剰鉄が超伝導を抑制していると考えられている。過剰鉄は、FeSe側で極少なく、FeTe側で9％程度存在すると考えられている。FeTeに、SeまたはSをドープしていくと、10-20％ドープした時点で超伝導が現れはじめるが、過剰鉄が不均一に分布しているため、超伝導になる部分と成らない部分が混ざり合った弱い超伝導状態と成り、バルクな超伝導が実現できないという問題がある。そこで、我々は、酸素アニール、硫黄アニール、有機酸アニール、そして、酒アニールすることにより、過剰鉄の効果を抑制しバルクな超伝導を実現する事に成功した。講演では、様々なアニール法を考案した背景をお話ししつつ、超伝導化の秘訣をお話ししたい。