2000 Fiscal Year Annual Research Report
銅系高温超伝導体の外場応答と共鳴ラマン散乱をプローブとする電子・格子ダイナミクス
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12046260
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
長田 実 理化学研究所, 表面解析室, 基礎科学特別研究員 (10312258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
垣花 真人 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (50233664)
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| Keywords | 銅系高温超伝導体 / 外場応答 / 共鳴ラマン散乱 / 光誘起相転移 / 圧力効果 |
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| Research Abstract |
銅系高温超伝導体に対し、圧力、光という外場は、酸素導入あるいは元素置換と同様のホール注入の効果に加え、超伝導層間結合の変化や準安定状態の実現など、これまでの経験則では取り扱えない特異的な効果を及ぼす。本研究では、共鳴ラマン散乱というユニークなプローブにより、圧力あるいは光に伴う高温超伝導体内での電子・格子の変化を明らかにすることを目的としている。
平成12年度は、測定システムの製作と共に、圧力応答、光応答の双方のモデルとなる物質系に対しての実験を行い、本研究の体系付けを図った。主な成果は、以下の通りである。
(1)特異的圧力応答系の低温・高圧ラマン実験:
超高圧・極低温を組み合わせた多重極現環境下でのその場ラマン観察を可能とするシステムを設計し、銅系高温超伝導体で現れる特異な圧力効果の解明を目指した研究を進めた。特異的な圧力応答を示す系として、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>、Sr_<14-X>Ca_XCu_<24>O_<41>を初期の研究対象に選択し、これらの物質系に対し、圧力による構造変化と共に、超伝導ギャップ、擬(スピン)ギャップなどの温度・圧力依存性を検討した。
(2)銅系高温超伝導体における新規光機能の探索:
物質と光との相互作用という観点から、銅系高温超伝導体に潜在する新しい光機能の発見と設計を目指した研究を進めた。この課題に際し、紫外から近赤外まで励起光を自由に可変できる共鳴ラマン分光システムを構築し、光による電子励起が引き金となって構造や諸物性が変化する新現象や新物質を探索する独自の手法を確立した。この手法は、Y系超伝導体の光スイッチングという発見を導き、光誘起超伝導という新概念の光機能構築、超伝導応用への重要な指針を与えた。
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[Publications] J.Backstrom,M.Rubhausen,M.Kall,L.Borjesson,A.P.Litvinchuk,M.Kakihana,M.Osada and B.Dabrowski,: "Raman scattering in YBa_2Cu_4O_8 and PrBa_2Cu_4O_8-Indications of pseudogap effects in non-superconducting PrBa_2Cu_4O_8"Physical Review B. 61. 7049-7054 (2000)
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[Publications] M.Osada,M.Kakihana,J.Backstrom,M.Kall,L.Borjesson,T.Frello and N.H.Andersen: "Photoinduced Metastability in YBa_2Cu_3O_x studied by in-situ Raman scattering"Physica B. 284-288. 681-682 (2000)
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[Publications] M.Osada,M.Kakihana,I.Nagai,T.Noji,T.Adachi,Y.Koike,J.Backstrom,M.Kall and L.Borjesson: "Charge and Spin dynamics in spin-ladder Sr_4Cu_<24>O_<41>"Advanced in Superconductivity. 12. 1087-1088 (2000)
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[Publications] M.Kakihana,M.Osada and V.Petrykn: "Raman spectroscopy as a unique tool for characterization of visible high-T_c superconductors"Physica C. 338. 144-150 (2000)
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[Publications] M.Osada,M.Kakihana,J.Backstrom,M.Kall and L.Borjesson: "Resonant Raman scattering and Phtoinduced metastability in oxygen-deficient YBa_2Cu_3O_x"Physica C. 338. 157-160 (2000)
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[Publications] M.Osada,M.Kakihana,I.Nagai,T.Noji,T.Adachi,Y.Koike,J.Backstrom,M.Kall and L.Borjesson: "Raman-active phonons and their doping dependence in spin-ladder Sr_<14>Cu_<24>O_<41>"Physica C. 338. 161-165 (2000)
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[Publications] M.Osada,M.Kakihana,H.Arashi,M.Kall and L.Borjesson: "High-pressure Raman study in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d> : indications of strong bond-strength hierarchy and pressure-induced charge transfer-"Physica C. 341-348. 2241-2242 (2000)
