2021 Fiscal Year Research-status Report
Relation between the charge fluctuation and superconductivity in organic superconductors studied by STM/STS
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17K05526
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
市村 晃一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50261277)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 徹 福井工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (60534758)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有機導体 / 走査トンネル顕微鏡 / 電荷秩序 / 超伝導 / 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き有機導体beta"-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]C6H5NOの単結晶を電解法で作製した。原料試薬の精製過程を増やすことにより試料を良質化を行った。得られた単結晶試料はX線回折により当該化合物であることを同定したうえで、電気抵抗と磁化率の温度依存性を測定し電子物性を評価した。
超伝導相(超伝導転移温度Tc=7.5 K)を重点的に調べるために、主に1.3 Kでの走査トンネル分光(STS)測定を行い、測定データの良質化を図るとともに再現性の確認を目指した。信号検出系を改良しSTS測定時のノイズの低減を図った。これを用い超伝導相である1.3 KにおいてSTS測定を行った。前年度までと同様に、典型的なトンネルスペクトルは絶縁体的な1 eV程度のギャップ構造を示し、超伝導に特徴的な1 meV程度のギャップ構造の観測には至らなかった。ギャップの空間変化の系統性を調べるためにSTSマッピングを行った。これまでよりもトンネルスペクトルのノイズは低減され絶縁体的な1 eV程度のギャップの空間変化が示唆されたが、その周期の定量化までは至らなかった。さらなるデータの蓄積により、超伝導状態での電荷不均化が解明されるものと期待される。
超伝導に電荷秩序と磁気秩序が関連するFeSe0.25Te0.75 (Tc=10.5 K)との比較という観点で議論を進めた。両者に共通することとして、超伝導状態において電荷秩序が形成されていることが見出されたが、超伝導と電荷秩序が協調的な関係なのか何らかの相分離による共存なのかという新たな課題が生じた。これを解明することで強相関電子系の超伝導における電荷ゆらぎの役割が明らかになり新たな超伝導発現機構に言及できるものと期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度に引き続き今年度は低温の超伝導相での測定を重点的に行った。ノイズの低減は達成され、これまでに得られた結果の再現性が確認された。目標とする結論に達するにはデータの蓄積が必要である。
一方、FeSe0.25Te0.75との比較対象から電子相関と超伝導との関連の一般性についての議論が進展した。
また、コロナ禍により分担者との共同実験が予定通りに行えなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
7.5 K以下の超伝導相においてSTM/STS測定を引き続き行い、超伝導ギャップの観測を試みる。精度の高いトンネルスペクトルを得て超伝導の対称性を議論する。STSマッピングのデータを蓄積し、超伝導ギャップと電荷不均化との関係を明らかにする。これらの結果と、強相関電子系であるFe(Se, Te)やFeTeとの比較対照から電荷ゆらぎが強い系の超伝導発現機構の解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため、分担者との共同実験が予定通りに行えなかったため、予定していたピエゾスキャナーの更新と測定システムの改良を次年度に行うことにした。この結果、次年度使用額が生じた。
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