2020 Fiscal Year Annual Research Report
Optical study for electronic state of electron-doped superconducting copper oxides
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18K03513
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田島 節子 大阪大学, 理学研究科, 名誉教授 (70188241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 正道 大阪大学, 理学研究科, 助教 (20724347)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高温超伝導 / 電子相図 / 電子ドープ系銅酸化物 / 赤外活性フォノン / ラマン活性フォノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ほとんどの銅酸化物高温超伝導体が、モット絶縁体にホールを注入することで実現するのに対して、電子を注入して超伝導化するタイプの物質について、近年、電子相図の見直しが行われている。化学式で表記されている以上に過剰に酸素が入っていることが原因で、これまでの電子相図は反強磁性相が大きく広がっていたが、過剰酸素を減らすと、反強磁性相は遥かに狭い領域に限られることがわかった。ただし、この結果については、過剰酸素を取り除くための強還元処理によって、本来あるべき酸素まで抜けて「酸素欠損」状態になることで電子注入がされているせいではないか、という疑いが存在する。本研究では、この酸素欠損の有無をフォノンスペクトルから明らかにすることを目的とした。
(Pr,La)_2-xCe_xCuO_4 (x=0.1)の単結晶について、結晶育成した直後の試料と強還元処理をして超伝導転移温度がTc=23Kとなった試料を用意し、ｃ軸偏光赤外スペクトルを測定したところ、大きな違いはなく、酸素欠損に起因すると思われる新たなフォノンモードは観測できなかった。（以上、前年度の結果）そこで、本年度は、ラマン活性フォノンについても調べることとし、上記の二つの試料のラマン散乱スペクトル測定を行った。
その結果、群論で予想される４つのフォノンピーク以外に、A1g対称性をもつ強度の強いピークが一つ観測された。これは、過去に多くの研究グループが観測してきた起源不明のモードである。これは結晶内になんらかの欠陥（或は歪）が存在していることを示している。ただし、この起源不明のピークは、結晶育成直後の試料と還元処理をした試料の両方に表れており、酸素欠損によるものとは考えられず、赤外活性フォノンだけでなくラマン散乱フォノンスペクトルにも、酸素欠損の証拠を見出すことはできなかった。
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| Remarks |
2020年3月末で大学を定年退職したため、研究室のホームページを停止した。
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