2017 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of pseudogap in organic superconductors by pump probe spectroscopy
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15K17685
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
土屋 聡 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80597633)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 有機分子結晶 / 擬ギャップ / 時間分解分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は高温超伝導発現機構の解明を目指し、擬ギャップ（PG）の起源、超伝導（SC）との関連性を電子相関の観点から明らかにする。この目的に対して、本研究ではキャリア数を変化させずに電子相関を制御できる有機超伝導体を研究対象とし、近赤外域フェムト秒光パルス励起によるポンプ-プローブ分光を用いる点に特色を持つ。準粒子応答とその偏光特性を温度、励起エネルギー、有効電子相関に対して詳細に調べ、擬ギャップ起源の対称性、および超伝導との関連性を明らかにすることである。
今年度は初年度及び次年度にk-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br(k-Br)およびk-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2(k-NCS)における時間分解分光を行い、PG応答が超伝導転移温度（～10Ｋ）よりはるかに高温の70-80Ｋから現れることを明らかにした。応答が現れる温度に着目すると70-80Ｋは結晶を構成するBEDT-TTF分子のガラス転移温度Tgと一致していることがわかった。ガラス転移はBEDT-TTF分子の末端エチレン基の秩序化に対応する構造転移と考えられているため、電子系と格子系の相互作用がPG発現に重要な役割を果たしている可能性がある。これを明らかにするため急冷条件下（30K/分）で測定を実施した。通常の徐冷条件下（1K/分）での測定と異なり、急冷の場合エチレン基は秩序化せずに構造的不規則な状態（ガラス状態）が実現される。この測定の結果、k-Brでは徐冷条件の場合と同様のPG応答が観測されたが、k-NCSではPG応答が観測されなかった。これは格子系の構造的不規則性により電子系が影響を受け、PG応答が現れなかったと解釈することができ、PGの発現には強い電子相関効果だけでなく、格子系の秩序化が重要であることを示唆している。
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