STM/STSによる超伝導ギャップ及び擬ギャップの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12046201
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 伊土 政幸 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90111145)
• Keywords: 銅酸化物高温超伝導体 / STM / STS / 擬ギャップ / 超伝導ギャップ

Research Abstract

高温超伝導体を特徴づける現象の1つとして常伝導相で発達する擬ギャップが知られている。特に、T_cで超伝導ギャップに連続的に移行する"小さな擬ギャップ"は高温超伝導の前駆現象と考えられ、これまでに膨大な量の研究が行われている。しかし、小さな擬ギャップの発達が顕著となる温度は測定手段に依存するという報告もあり、その性質の理解はまだ十分と言えない。特に、典型的な高温超伝導体の1つであるLa214系では小さな擬ギャップの存在は未だ確定していない。そこで、本研究ではBi2212系における小さな擬ギャップが成長し始める温度をトンネル分光の実験から、またLa214系での小さな擬ギャップの有無を電子比熱とトンネル分光実験から調べた。その結果、Bi2212系では小さい擬ギャップがd波超伝導体に対する平均場の特性温度T_<co>付近から急速に成長することが分かった。一方、La214系については1)T_<co>付近で電子比熱C_<el>(=γT)に小さなピークが現れ、その低温側でγが状態密度の低下によって減少すること、2)トンネル分光実験からフェルミ準位のエネルギーギャップがT_cでもまだ明瞭に残っていることを明らかにし、La214系でもBi2212系と同様にT_<co>付近から小さな擬ギャップが成長することを結論した。また、La214系とBi2212系のT_<co>のホール濃度依存性は、それぞれの系のT_cの最大値で規格化すると互いにスケールすることを示した。さらに、La214系の電子比熱の測定から超伝導の凝集エネルギーU(0)を求め、U(0)が小さな概ギャップの形成と共に大きく低下することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] T.Matsuzaki: "Superocnducting gap and pseudogap behavior in high-Tc cuprates"J. Phys. and Chem. Solids. 62. 29-33 (2001)
• [Publications] R.M.Dipasupil: "Psueodgap in the tunneling spectra of slightly overdoped Bi2212"Physica C. 364. 604-607 (2001)
• [Publications] T.Nagata: "Pseudogap and superconductivity in La2-xSrxCuO4"Physica C. 364. 430-433 (2001)