2016 Fiscal Year Annual Research Report
角度分解光電子分光による電子ドープ系銅酸化物高温超伝導体の研究
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14J09200
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
堀尾 眞史 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 高温超伝導 / 銅酸化物 / 光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銅酸化物高温超伝導体は、母物質である反強磁性絶縁体にホールまたは電子をドープすることで高温超伝導が発現すると考えられてきた。しかし近年、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の薄膜試料ではCe置換による電子ドープ無しに超伝導が発現することが報告され、ノンドープ超伝導と呼ばれて注目されている。試料合成後に行う還元アニールの手法の改良によって超伝導を阻害する不純物酸素がより効果的に取り除かれ、Ce置換無しに超伝導が発現したと考えられている。
このノンドープ超伝導体の電子構造を明らかにするため、今年度はノンドープ超伝導薄膜の角度分解光電子分光（ARPES）測定を行った。真空紫外光を用いた高分解能ARPES測定は非常に表面敏感であるため、表面を一度大気に曝してしまった試料の測定を行うことができない。そこで、2015年度に我々が確立した手法（Y. Krockenberger, M. Horio et al., Appl. Phys. Express 8, 053101 (2015).）でノンドープ超伝導薄膜を作成した後、非晶質のSeを蒸着して表面を保護した状態で放射光施設へ輸送し、測定用の真空槽への導入後に加熱によってSeを昇華させることで清浄な試料表面を用意した。ARPESで観測したフェルミ面の面積からキャリア量を見積もったところ、Ce置換していないにも関わらず、多量の電子がドープされていることがわかった。アニールによって酸素欠損が生じたために電子がドープされたと考えられる。
本研究は、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体のキャリア量はCe量だけでは決まらず、Ce置換していないノンドープ超伝導体にも多量の電子が含まれているということを示した点で、銅酸化物高温超伝導体の相図確立に大きく貢献するものである。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] T’型銅酸化物母物質超伝導体Pr2CuO4薄膜の角度分解光電子分光2017
Author(s)
堀尾眞史, 輿石佳佑, 中田勝, 萩原健太, 小林正起, 堀場弘司, 組頭広志, Y. Krockenberger, 入江宏, 山本秀樹, 藤森淳
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] T’型銅酸化物母物質超伝導体Pr2CuO4薄膜の角度分解光電子分光2017
Author(s)
堀尾眞史, 輿石佳佑, 中田勝, 萩原健太, 小林正起, 堀場弘司, 組頭広志, Y. Krockenberger, 入江宏, 山本秀樹, 藤森淳
Organizer
2016年度量子ビームサイエンスフェスタ
Place of Presentation
つくば国際会議場（茨城県つくば市）
Year and Date
2017-03-14 – 2017-03-14
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[Presentation] 硬X線光電子分光と軟X線吸収分光で調べる銅酸化物母物質超伝導体Nd2CuO4薄膜の電子構造2017
Author(s)
堀尾眞史, Y. Krockenberger, 山本航平, 横山優一, 田久保耕, 平田靖透, 坂本祥哉, 輿石佳佑, 保井晃, 池永英司, 辛埴, 山本秀樹, 和達大樹, 藤森淳
Organizer
ISSP-Workshop: SPring-8 BL07LSUが照らしだす物質機能の起源
Place of Presentation
東大物性研（千葉県柏市）
Year and Date
2017-03-08 – 2017-03-08
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[Presentation] ARPESとXMCDで調べるSr2VFeAsO3-dにおける強磁性と超伝導の共存2017
Author(s)
堀尾眞史, 岡崎浩三, 竹田幸治, 鈴木博人, 徐健, 輿石佳佑, 石上啓介, 芝田悟朗, 高橋文雄, 若林勇希, 坂本祥哉, 野中洋亮, 池田啓祐, 小林正起, 堀場弘司, 組頭広志, 小野寛太, 小出常晴, 斎藤祐児, 山上浩志, 並木宏允, 片桐隆雄, 笹川崇男, 藤森淳
Organizer
第8回低温センター研究交流会
Place of Presentation
東京大学（東京都文京区）
Year and Date
2017-02-23 – 2017-02-23
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[Presentation] T’型銅酸化物高温超伝導体Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+dアンダードープ試料の角度分解光電子分光2016
Author(s)
堀尾眞史, 輿石佳佑, 鈴木博人, 徐健, 野中洋亮, 扇太郎, 今野巧也, 高橋晶, 佐藤秀孝, 橋本信, D. Lu, Z. -X. Shen, 足立匡, 小池洋二, 藤森淳
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学（石川県金沢市）
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] Electronic structure of superconducting parent compound of T’-cuprate superconductors Nd2CuO4 studied by hard X-ray photoemission and soft X-ray absorption spectroscopies2016
Author(s)
M. Horio, Y. Krockenberger, K. Yamamoto, Y. Yokoyama, K. Takubo, Y. Hirata, S. Shin, A. Yasui, E. Ikenaga, H. Yamamoto, H. Wadati, A. Fujimori
Organizer
International Symposium on New Horizons in Condensed Matter Physics
Place of Presentation
Tokyo (Japan)
Year and Date
2016-06-18 – 2016-06-19
Int'l Joint Research
