2000 Fiscal Year Annual Research Report
2次元超伝導絶縁体転移近傍の電子状態と磁束ダイナミクス
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12440099
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大熊 哲 東京工業大学, 極低温システム研究センター, 助教授 (50194105)
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| Keywords | ボルテックスグラス転移 / 量子磁束液体 / 交流インピーダンス / アモルファス薄膜 / 超伝導絶縁体転移 / ボーズグラス / 磁束相図 / 次元性 |
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| Research Abstract |
アモルファスMo_xSi_<1-x>膜に対する複素交流インピーダンス測定により、ミクロな乱れをもつ3次元の従来型超伝導体において、ボルテックスグラス転移(VGT)が存在することをはじめて証明した。これにより、VGTは第2種超伝導体に普遍的な相転移現象であることを明らかにした。さらにこの系を用い、極低温高磁場域の磁束状態を調べた。その結果、0.09Kの極低温(ゼロ磁場における転移温度の4%に相当)、絶対零度における上部臨界磁場B_<C2>(0)の93%に相当する高磁場域まで、VGTが存在する明確な証拠を得た。この結果は、これまで(高温超伝導体における)高温のごく一部の温度領域に限られていたVGTの融解曲線を、磁場-温度相図上のほぼ領域にわたってはじめて確定したという大きな物理的意義をもつ。相転移の動的臨界指数は、ほとんどの磁場領域で理論的に予想される値をとったが、極低温高磁場域ではこの値から上昇することがわかった。この理由は明らかでないが、熱的磁束液体相から量子的磁束液体相へのクロスオーバーを反映している可能性がある。VGT曲線を絶対零度に外挿するとB_<C2>(0)を下回った。これは、絶対零度における量子磁束液体相の存在を意味する。
一方、超薄膜(2次元系)を用い、乱れおよび磁場印加に伴う超伝導絶縁体(SI)転移を調べた。磁気抵抗測定により、磁場印加によるSI転移の直上に、局在したクーパー対の存在を示す異常な絶縁体相が存在することを見出した。この異常な絶縁体相は、膜面に平行に磁場を印加させるとまったく観測されなかった。この事実は、この異常な絶縁体相は磁束の運動が起源となって出現していることを示す。以上の結果は、2次元量子相転移(ボルテックスグラス・ボーズグラス転移)の描像とよく一致する。
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[Publications] S.Okuma,Y.Imamoto,and M.Morita: "Vortex Glass Transition and Quantum Vortex Liquid at Low Temperatures in a Thick α-Mo_xSi_<1-x> Film"Phys.Rev.Lett.. 86(未定). (2001)
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[Publications] S.Okuma,S.Shinozaki,and M.Morita: "Electronic Transport and Possible Vortex States at T=0 in Highly Disordered Ultrathin Films of α-Mo_xSi_<1-x>"Phys.Rev.B. 63. 054524-(4) (2001)
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[Publications] S.Okuma and M.Morita: "Vortex States at Low Temperature in Disordered Thin and Thick Films of α-Mo_xSi_<1-x>"Proc.2nd Int.Conf.on Mesoscopic and Strongly Correlated Electron Systems, Moscow, Russia, 2000 (Invited paper), Phys.Uspekhi. (未定). (2001)
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[Publications] S.Okuma,Y.Imamoto,and M.Morita: "Observation of the Vortex-Glass Transition in the Low-Temperature High-Field Regime in Thick α-Mo_xSi_<1-x> Films"Physica C. (未定). (2001)
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[Publications] S.Okuma and M.Morita: "Possible Vortex Phase Diagram at Zero Temperature in Disordered 2D Superconductors"Physica C. (未定). (2001)
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[Publications] S.Okuma,M.Kamada and N.Kokubo: "Current-Induced Voltage Noise at Zero Field in Thick and Thin Films of α-Mo_xSi_<1-x>"Physica C. (未定). (2001)
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[Publications] S.Okuma,Y.Imamoto,and M.Morita: "Evidence for the Quantum Vortex Liquid Phase in Thick α-Mo_xSi_<1-x> Films"Physica C. (未定). (2001)
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[Publications] M.Morita and S.Okuma : "Vortex States at T=0 in Disordered Thin and Thick Films of α-Mo_xSi_<1-x> "Physica C. (未定). (2001)
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[Publications] M.Kamada and S.Okuma: "Vortex Dynamics near the Zero Field in 3D and 2D Superconductors"Physica C. (未定). (2001)
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[Publications] S.Okuma and N.Kokubo: "Vortex Dynamics in Amorphous Mo_xSi_<1-x> Films Detected by Voltage Noise"Phys.Rev.B. 61. 671-677 (2000)
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[Publications] S.Okuma and M.Arai: "Evidence of the Vortex-Glass Transition in Homogeneously Disordered Thick Films of α-Mo_xSi_<1-x> "J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 2747-2750 (2000)
