精密观测声子取得成功，向解明高温超导机理迈进一步

　　日本理化学研究所与大阪大学的一个合作研究组2016年1月29日宣布，成功对不表现超导性质的铁基超导体母体化合物——声子进行了精密测定。研究小组成功观测到磁有序状态下声子的各向异性振动，获得了超导与声子、磁性相关的信息。

　　域取向的控制(图片来自理化学研究所) (点击放大)

　　磁有序状态下声子峰的分裂(图片来自理化学研究所) (点击放大)

　　在超导状态，通常分散运动的电子会两个两个成对运动，这一机理是介由声子实现的。但对于使用铜氧化物、铁基超导体等的高温超导，还有很多地方无法通过声子解释，有观点认为，其中可能存在介由磁性实现的超导现象。

　　而且，理论计算与实际观测到的声子并不一致，例如，根据理论计算，声子在磁有序(磁矩有序的排列)状态下表现为各向异性(各个方向的性质不同)振动，但迄今为止并没有检测到这样的振动。

　　在此次研究中，研究组首先尝试观测了不表现超导性质、处于磁有序状态的铁基超导体母体化合物“SrFe2As2”。多数铁基超导体是两种不同域取向在晶体中共存，观测到的是二者的平均结构。为了解决这个问题，研究组采用了在使化合物冷却到磁转变温度时始终保持在垂直方向(上下方向)施加压力的方法，制备出了域取向单一的单晶试料。

　　研究组利用大型辐射设施“SPring-8”的高分辨率非弹性X射线散射光谱仪，检测了该试料的声子能量的分裂。结果显示，在施加压力的方向(磁矩统一的方向)及其垂直方向(磁矩交错排列的方向)之间，声子能量和扩散强度出现差异，成功观测到了各向异性振动。

　　而且，通过与理论计算进行比较，研究组还发现，分裂的大小小于理论值。铁基超导体的磁矩大小也存在实验与理论计算不一致的情况，有观点认为是磁涨落的效果。估计这次发现的不一致也是因为受到磁涨落的影响，各向异性振动只有理论值的约3分之1，可以忽略。

　　此次的成果对研究超导必不可少的要素——声子与磁性的相互关系提出了重要的问题。而且，这次的试验对象虽然是不表现超导性质的母体化合物，但据研究人员介绍，通过向超导试料拓展，有可能会发现超导与声子、磁性的关系。