研究者詳細

顔写真

イシダ　コウスケ
石田　浩祐
Kousuke Ishida
所属
金属材料研究所　材料設計研究部　量子機能物性学研究部門
職名
助教
学位

  • 博士（科学）（東京大学）

  • 修士（科学）（東京大学）

Researcher ID
MZS-0471-2025

経歴 1

  • 2021年4月 ～ 2023年5月
    独立行政法人日本学術振興会　海外特別研究員

学歴 2

  • 東京大学　大学院新領域創成科学研究科

    2016年4月 ～ 2021年3月

  • 東京大学　工学部　物理工学科

    2012年4月 ～ 2016年3月

委員歴 1

  • Gordon Research Seminar on Superconductivity　Chair

    ～ 2023年4月

研究分野 1

  • 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系 /

論文 19

  1. Thermodynamic signatures of diagonal nematicity in RbFe2As2 superconductor

    Yuta Mizukami, Ohei Tanaka, Kousuke Ishida, Asato Onishi, Yoichi Kageyama, Masaya Tsujii, Ryotaro Ohno, Noriaki Kimura, Takaya Mitsui, Shinji Kitao, Masayuki Kurokuzu, Makoto Seto, Shigeyuki Ishida, Akira Iyo, Hiroshi Eisaki, Kenichiro Hashimoto, Takasada Shibauchi

    PNAS Nexus　2025年3月27日

    DOI： 10.1093/pnasnexus/pgaf060 　

  2. Coherence Length of Electronic Nematicity in Iron-Based Superconductors

    Yoichi Kageyama, Asato Onishi, Cédric Bareille, Kousuke Ishida, Yuta Mizukami, Shigeyuki Ishida, Hiroshi Eisaki, Kenichiro Hashimoto, Toshiyuki Taniuchi, Shik Shin, Hiroshi Kontani, Takasada Shibauchi

    Journal of the Physical Society of Japan　93　(10)　2024年10月15日

    出版者・発行元： Physical Society of Japan

    DOI： 10.7566/jpsj.93.103702 　

    ISSN：0031-9015

    eISSN：1347-4073

  3. Using strain to uncover the interplay between two- and three-dimensional charge density waves in high-temperature superconducting YBa2Cu3Oy

    I. Vinograd, Sofia Michaela Souliou, A.A. Haghighirad, Tom Lacmann, Y. Caplan, M. Frachet, Michael Merz, Gaston Garbarino, Yiran Liu, Suguru Nakata, Kousuke Ishida, Hilary Noad, Matteo Minola, Bernhard Keimer, Dror Orgad, Clifford Hicks, Matthieu Le Tacon

    Nature Communications　2024年4月16日

    DOI： 10.1038/s41467-024-47540-w 　

    ISSN：2041-1723

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    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Uniaxial pressure provides an efficient approach to control charge density waves in YBa<jats:sub>2</jats:sub>Cu<jats:sub>3</jats:sub>O<jats:sub>y</jats:sub>. It can enhance the correlation volume of ubiquitous short-range two-dimensional charge-density-wave correlations, and induces a long-range three-dimensional charge density wave, otherwise only accessible at large magnetic fields. Here, we use x-ray diffraction to study the strain dependence of these charge density waves and uncover direct evidence for a form of competition between them. We show that this interplay is qualitatively described by including strain effects in a nonlinear sigma model of competing superconducting and charge-density-wave orders. Our analysis suggests that strain stabilizes the 3D charge density wave in the regions between disorder-pinned domains of 2D charge density waves, and that the two orders compete at the boundaries of these domains. No signatures of discommensurations nor of pair density waves are observed. From a broader perspective, our results underscore the potential of strain tuning as a powerful tool for probing competing orders in quantum materials.</jats:p>

  4. 量子液晶揺らぎによる超伝導電子対形成の検証

    石田浩祐, 芝内孝禎

    日本物理学会誌　79　(2)　2024年

    ISSN：0029-0181

  5. Giant lattice softening at a Lifshitz transition in Sr2RuO4

    H. M. L. Noad, K. Ishida, Y.-S. Li, E. Gati, V. Stangier, N. Kikugawa, D. A. Sokolov, M. Nicklas, B. Kim, I. I. Mazin, M. Garst, J. Schmalian, A. P. Mackenzie, C. W. Hicks

    Science　282　(6669)　2023年10月27日

    DOI： 10.1126/science.adf3348 　

    ISSN：1095-9203 0036-8075

  6. Expanded quantum vortex liquid regimes in the electron nematic superconductors FeSe1−xSx and FeSe1−xTex

    M. Čulo, S. Licciardello, K. Ishida, K. Mukasa, J. Ayres, J. Buhot, Y.-T. Hsu, S. Imajo, M. W. Qiu, M. Saito, Y. Uezono, T. Otsuka, T. Watanabe, K. Kindo, T. Shibauchi, S. Kasahara, Y. Matsuda, N. E. Hussey

    Nature Communications　14　(1)　2023年7月12日

    DOI： 10.1038/s41467-023-39730-9 　

    ISSN：2041-1723

  7. Enhanced Superconducting Pairing Strength near a Pure Nematic Quantum Critical Point

    Kiyotaka Mukasa, Kousuke Ishida, Shusaku Imajo, Mingwei Qiu, Mikihiko Saito, Kohei Matsuura, Yuichi Sugimura, Supeng Liu, Yu Uezono, Takumi Otsuka, Matija Čulo, Shigeru Kasahara, Yuji Matsuda, Nigel E. Hussey, Takao Watanabe, Koichi Kindo, Takasada Shibauchi

    Physical Review X　13　(1)　2023年3月6日

    DOI： 10.1103/PhysRevX.13.011032 　

    ISSN：2160-3308

  8. μSR measurements on Sr2RuO4 under 〈110〉 uniaxial stress

    Vadim Grinenko, Rajib Sarkar, Shreenanda Ghosh, Debarchan Das, Zurab Guguchia, Hubertus Luetkens, Ilya Shipulin, Aline Ramires, Naoki Kikugawa, Yoshiteru Maeno, Kousuke Ishida, Clifford W. Hicks, Hans-Henning Klauss

    Physical Review B　107　(2)　2023年1月24日

    出版者・発行元： American Physical Society (APS)

    DOI： 10.1103/physrevb.107.024508 　

    ISSN：2469-9950

    eISSN：2469-9969

  9. Normal-state charge transport in YBa2Cu3O6.67 under uniaxial stress

    S. Nakata, P. Yang, M. E. Barber, K. Ishida, H.-H. Kim, T. Loew, M. Le Tacon, A. P. Mackenzie, M. Minola, C. W. Hicks, B. Keimer

    npj Quantum Materials　7　(1)　2022年12月20日

    DOI： 10.1038/s41535-022-00532-9 　

    ISSN：2397-4648

  10. Charge Transport in Ba1−xRbxFe2As2 Single Crystals

    Masaya Tsujii, Kousuke Ishida, Shigeyuki Ishida, Yuta Mizukami, Akira Iyo, Hiroshi Eisaki, Takasada Shibauchi

    Journal of the Physical Society of Japan　91　(10)　2022年10月15日

    DOI： 10.7566/JPSJ.91.104706 　

    ISSN：1347-4073 0031-9015

  11. Pure nematic quantum critical point accompanied by a superconducting dome

    Kousuke Ishida, Yugo Onishi, Masaya Tsujii, Kiyotaka Mukasa, Mingwei Qiu, Mikihiko Saito, Yuichi Sugimura, Kohei Matsuura, Yuta Mizukami, Kenichiro Hashimoto, Takasada Shibauchi

    Proceedings of the National Academy of Sciences　119　(18)　2022年4月29日

    出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences

    DOI： 10.1073/pnas.2110501119 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

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    Significance The notion of the quantum critical point (QCP) is at the core of modern condensed matter physics. Near a QCP of the symmetry-breaking order, associated quantum-mechanical fluctuations are intensified, which can lead to unconventional superconductivity. Indeed, dome-shaped superconducting phases are often observed near the magnetic QCPs, which supports the spin fluctuation–driven superconductivity. However, the fundamental question remains as to whether a nonmagnetic QCP of electronic nematic order characterized by spontaneous rotational symmetry breaking can promote superconductivity in real materials. Here, we provide an experimental demonstration that a pure nematic QCP exists near the center of a superconducting dome in nonmagnetic FeSeTex. This result evidences that nematic fluctuations enhanced around the nematic QCP can boost superconductivity.

  12. Bond Directional Anapole Order in a Spin-Orbit Coupled Mott Insulator Sr2(Ir1−xRhx)O4

    H. Murayama, K. Ishida, R. Kurihara, T. Ono, Y. Sato, Y. Kasahara, H. Watanabe, Y. Yanase, G. Cao, Y. Mizukami, T. Shibauchi, Y. Matsuda, S. Kasahara

    Physical Review X　11　(1)　2021年2月2日

    DOI： 10.1103/PhysRevX.11.011021 　

    ISSN：2160-3308

  13. High-pressure phase diagrams of FeSe1−xTex: correlation between suppressed nematicity and enhanced superconductivity

    K. Mukasa, K. Matsuura, M. Qiu, M. Saito, Y. Sugimura, K. Ishida, M. Otani, Y. Onishi, Y. Mizukami, K. Hashimoto, J. Gouchi, R. Kumai, Y. Uwatoko, T. Shibauchi

    Nature Communications　12　(1)　2021年1月15日

    DOI： 10.1038/s41467-020-20621-2 　

    ISSN：2041-1723

  14. 銅酸化物高温超伝導体における新しいタイプの臨界点

    石田浩祐, 芝内孝禎

    固体物理　56　(6)　2021年

    ISSN：0454-4544

  15. Dichotomy Between Orbital and Magnetic Nematic Instabilities in BaFe2S3 査読有り

    Suguru Hosoi, Takuya Aoyama, Kousuke Ishida, Yuta Mizukami, Kazuki Hashizume, Satoshi Imaizumi, Yoshinori Imai, Kenya Ohgushi, Yusuke Nambu, Motoi Kimata, Shojiro Kimura, Takasada Shibauchi

    PHYSICAL REVIEW RESEARCH　2　(4)　2020年11月17日

    DOI： 10.1103/PhysRevResearch.2.043293 　

    eISSN：2643-1564

  16. Divergent Nematic Susceptibility near the Pseudogap Critical Point in a Cuprate Superconductor

    Kousuke Ishida, Suguru Hosoi, Yuki Teramoto, Tomohiro Usui, Yuta Mizukami, Kenji Itaka, Yuji Matsuda, Takao Watanabe, Takasada Shibauchi

    Journal of the Physical Society of Japan　89　(6)　064707-064707　2020年6月15日

    出版者・発行元： Physical Society of Japan

    DOI： 10.7566/jpsj.89.064707 　

    ISSN：0031-9015

    eISSN：1347-4073

  17. Novel electronic nematicity in heavily hole-doped iron pnictide superconductors

    Kousuke Ishida, Masaya Tsujii, Suguru Hosoi, Yuta Mizukami, Shigeyuki Ishida, Akira Iyo, Hiroshi Eisaki, Thomas Wolf, Kai Grube, Hilbert v. Löhneysen, Rafael M. Fernandes, Takasada Shibauchi

    Proceedings of the National Academy of Sciences　117　(12)　6424-6429　2020年3月12日

    出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences

    DOI： 10.1073/pnas.1909172117 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

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    Significance Strongly correlated electron systems often exhibit exotic states of matter, and perhaps the most surprising is the electronic nematicity with broken rotational symmetry. In such nematic states, the nematic director usually points to certain directions of the underlying crystal, and, thus, these states have been classified as Ising-type. Here, we find in a heavily hole-doped iron-pnictide system that the director is rotated by 45° from the Fe–Fe direction. Moreover, there is a doping range that shows a signature of a class of electronic quantum liquid-crystalline state of XY type, where the nematic director can point anywhere in the Fe planes. These findings reveal another type of quantum liquid crystals, which are expected to host several unique quantum many-body phenomena.

  18. Maximizing T c by tuning nematicity and magnetism in FeSe1−x S x superconductors

    K. Matsuura, Y. Mizukami, Y. Arai, Y. Sugimura, N. Maejima, A. Machida, T. Watanuki, T. Fukuda, T. Yajima, Z. Hiroi, K. Y. Yip, Y. C. Chan, Q. Niu, S. Hosoi, K. Ishida, K. Mukasa, S. Kasahara, J.-G. Cheng, S. K. Goh, Y. Matsuda, Y. Uwatoko, T. Shibauchi

    Nature Communications　8　(1)　2017年10月26日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41467-017-01277-x 　

    eISSN：2041-1723

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    Abstract A fundamental issue concerning iron-based superconductivity is the roles of electronic nematicity and magnetism in realising high transition temperature (Tc). To address this issue, FeSe is a key material, as it exhibits a unique pressure phase diagram involving non-magnetic nematic and pressure-induced antiferromagnetic ordered phases. However, as these two phases in FeSe have considerable overlap, how each order affects superconductivity remains perplexing. Here we construct the three-dimensional electronic phase diagram, temperature (T) against pressure (P) and isovalent S-substitution (x), for FeSe1−xSx. By simultaneously tuning chemical and physical pressures, against which the chalcogen height shows a contrasting variation, we achieve a complete separation of nematic and antiferromagnetic phases. In between, an extended non-magnetic tetragonal phase emerges, where Tc shows a striking enhancement. The completed phase diagram uncovers that high-Tc superconductivity lies near both ends of the dome-shaped antiferromagnetic phase, whereas Tc remains low near the nematic critical point.

  19. Nematic quantum critical point without magnetism in FeSe 1− x S x superconductors

    Suguru Hosoi, Kohei Matsuura, Kousuke Ishida, Hao Wang, Yuta Mizukami, Tatsuya Watashige, Shigeru Kasahara, Yuji Matsuda, Takasada Shibauchi

    Proceedings of the National Academy of Sciences　113　(29)　8139-8143　2016年7月5日

    出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences

    DOI： 10.1073/pnas.1605806113 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

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    Significance The electronic nematic order that spontaneously breaks rotational symmetry of the system is perhaps one of the most surprising states of matter. A key issue is the relationship between the fluctuations of such nematic order and high-temperature superconductivity in cuprates and iron pnictides. However, because of coexisting antiferromagnetic or charge density wave orders, it is difficult to pinpoint the impact of nematic fluctuations on superconductivity. Here we report a quantum critical point (QCP) of pure nematic order without accompanying other orders in FeSe 1− x S x superconductors. We find that the nematic fluctuations are divergently enhanced at the nematic QCP. This discovery opens up a new avenue to study the unconventional superconductivity mediated by exotic mechanisms different from the well-studied spin fluctuations.

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MISC 7

  1. 鉄系超伝導体(Rb,Ba)Fe2As2における精密比熱測定

    田中 桜平, 水上 雄太, 石田 浩祐, 辻井 優哉, 石田 茂之, 伊豫 彰, 永崎 洋, 芝内 孝禎

    日本物理学会講演概要集　73.2　1499-1499　2018年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.73.2.0_1499 　

    eISSN： 2189-0803

  2. Ba1-xRbxFe2As2における新奇な電子ネマティック状態

    石田 浩祐, 辻井 優哉, 細井 優, 水上 雄太, 石田 茂之, 伊豫 彰, 永崎 洋, 芝内 孝禎

    日本物理学会講演概要集　73.2　1498-1498　2018年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.73.2.0_1498 　

    eISSN： 2189-0803

  3. Ba1-xRbxFe2As2の単結晶作製と物性評価

    辻井 優哉, 石田 浩祐, 細井 優, 水上 雄太, 石田 茂之, 伊豫 彰, 永崎 洋, 芝内 孝禎

    日本物理学会講演概要集　73.2　1497-1497　2018年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.73.2.0_1497 　

    eISSN： 2189-0803

  4. Fe(Se,S)純良単結晶における高圧下X線回折

    水上雄太, 松浦康平, 細井優, 石田浩祐, 綿重達哉, 笠原成, 前島尚行, 町田晃彦, 綿貫徹, 福田竜生, 矢島健, 廣井善二, 松田祐司, 芝内孝禎

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　72　(1)　ROMBUNNO.18aL42‐13-2078　2017年3月21日

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.72.1.0_2078 　

    ISSN： 2189-079X

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    <p>FeSeは他の鉄系超伝導体とは異なり、正方晶から直方晶への構造相転移に伴う反強磁性転移を示さない。近年の圧力下の実験においては、FeSeは2-6GPaの領域で磁気転移及び正方晶から直方晶への構造相転移を示し、さらに高圧下ではこれら磁気構造転移が消失し超伝導転移温度が最大となる。FeSeのSeサイトを一部Sで置換した系であるFeSe0.92S0.08においても、4-7GPaの高圧下では磁気転移の存在が電気抵抗率測定から示唆されているが、構造転移の有無についてはまだ分かっていない。本講演では、FeSe0.92S0.08における3-5GPaでの圧力下構造観察の結果について報告する。</p>

  5. 鉄系超伝導体FeSe1-xSxにおけるネマティック量子臨界点の研究

    細井優, 松浦康平, 石田浩祐, WANG Hao, 水上雄太, 綿重達哉, 笠原成, 松田祐司, 芝内孝禎

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　71　(2)　ROMBUNNO.13pJA‐7-1770　2016年9月23日

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_1770 　

    ISSN： 2189-079X

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    <p>鉄系超伝導体FeSe_1-x_S_x _は反強磁性を伴わずに構造相転移のみを示す特異的な系である。我々のグループは弾性抵抗応答からネマティック感受率を評価しそのS 組成依存性を系統的に調べることにより、この系における非磁性ネマティック量子臨界点の存在を明らかにしてきた。本講演では上部臨界磁場や磁場下ネマティック感受率の振る舞いの結果などから、この系におけるネマティック量子臨界点と超伝導の関係について詳細な議論を行いたい。</p>

  6. FeSeの高圧下高温超伝導相近傍の結晶構造

    松浦康平, 細井優, 石田浩祐, 水上雄太, 綿重達哉, 笠原成, 前島尚行, 町田晃彦, 綿貫徹, 福田竜生, 松田祐司, 芝内孝禎

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　71　(2)　ROMBUNNO.15pJA‐3-2175　2016年9月23日

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_2175 　

    ISSN： 2189-079X

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    <p>我々は1-4 GPaの圧力領域で鉄系超伝導体FeSeの高品質単結晶試料において放射光X線回折を行い、常圧で観測される直方晶相が加圧により抑制され、新たな直方晶相が発現することを前回講演で報告した。今回より高圧領域の構造相転移点の調査を行ったので、その結果を報告する。</p>

  7. 銅酸化物超伝導体におけるネマティック感受率測定

    石田 浩祐, 細井 優, 松浦 康平, 水上 雄太, 臼井 友洋, 渡辺 孝夫, 芝内 孝禎

    日本物理学会講演概要集　71　2452-2452　2016年

    出版者・発行元： 一般社団法人日本物理学会

    DOI： 10.11316/jpsgaiyo.71.1.0_2452 　

    ISSN： 2189-079X

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. 歪み勾配制御による新スピン機能創出

    石田 浩祐

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

    研究機関：Tohoku University

    2024年4月1日 ～ 2026年3月31日

  2. 一軸性歪み制御下物性測定による超伝導体における回転対称性の破れの研究

    石田 浩祐

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究機関：The University of Tokyo

    2019年4月25日 ～ 2021年3月31日

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    今年度は昨年度明らかにした鉄系超伝導体Fe(Se,Te)における磁性を伴わない電子ネマティック秩序の量子臨界点についてさらに研究を進めた。 まず、Fe(Se,Te)と同様に非磁性の電子ネマティック秩序を示すFe(Se,S)に対し系統的な弾性抵抗測定を行った。この手法では、試料に一軸性の歪みを加えた際にどの程度電気抵抗の面内異方性が発達したかを測定し、その系のもつ電子ネマティック秩序への不安定性をネマティック感受率として定量化して評価する。Fe(Se,Te)と同様の実験のセットアップで測定を行ったが、Fe(Se,S)においてもネマティック感受率はキュリーワイス則に従って構造相転移温度に向かって増大し、キュリーワイス温度はSeに対するS置換量を増やすにつれて連続的に抑制されていき、S置換量17％付近でおおよそ0Kとなった。量子臨界点近傍でのネマティック感受率の発散的振る舞いは２つの系で非常に似通っているが、Fe(Se,S)においてはネマティック量子臨界点より高置換側に移動すると超伝導転移温度が急速に抑制されるのに対して、Fe(Se,Te)においては超伝導転移温度が量子臨界点に向かい上昇している。これはFe(Se,Te)においては回転対称性を破ろうとする不安定性がクーパー対形成機構と密接に関連していることを示唆している。 さらに、このFe(Se,Te）の非磁性ネマティック量子臨界点近傍での輸送特性を調べるため、パルス強磁場を用いて超伝導転移温度以下まで電気抵抗の温度依存性を評価した。反強磁性相の量子臨界点近傍では、しばしば温度に比例して電気抵抗が変化するという通常金属とは異なる振る舞いが観測されるが、Fe(Se,Te)においてはそのような振る舞いは観測されなかった。