2019 Fiscal Year Research-status Report
圧力下トンネル分光イメージングによる強相関超伝導物質の新奇電子状態の探索
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19K03733
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
黒澤 徹 北海道大学, 理学研究院, 助教 (10615420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桃野 直樹 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (00261280)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 走査トンネル顕微鏡 / 高温超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、試料に一軸のストレスを加えた状態でSTM実験を行えるサンプルフォルダーを作製し、銅酸化物高温超伝導体をはじめとした強相関物質の新たな電子状態の探索を目的として研究を進めている。初年度は、試料に一軸のストレスを加えてSTM/STS実験を行えるサンプルフォルダーの作製に加えて、良質なBi系銅酸化物高温超伝導体の単結晶育成と従来のSTM/STS実験を行った。
サンプルフォルダーを試作し、標準試料のグラファイトを用いてテストを行った。グラファイトを用いたテストでは、試料にひずみが加わっていることをストレインゲージの測定から確認し、フォルダーを歪ませる前後で試料に加わっているストレスに有意な差があることが確認できた。また、このフォルダーを用いた室温のSTM実験ではグラファイトの原子像を観察することに成功した。観測した原子像は歪を加えていない状態での結果と比べてパターンが変わっているようにみえ非常に興味深い結果が得られた。しかしながら、原子像はSTM探針の状態によってはパターンに変化が起こるた追試が必要である。
Bi系銅酸化物高温超伝導体のSTM/STS実験では、最近話題になっているペア密度波の周期や特性エネルギーに関するホール濃度依存性を明らかにするために研究を進めている。不足ドープ領域では密度波の周期や特性エネルギーのホール濃度依存性が小さい傾向があることがわかった。この結果は銅酸化物のペア密度波の起源や電荷密度波、擬ギャップを考えるうえで重要な役割を担うと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サンプルフォルダーを自作し、試料に一軸のストレスを加えることが出来るようになり、室温ではあるが原子像を確認することができたことは大きな前進だと思われる。また、Bi系銅酸化物高温超伝導体のSTM/STS実験から不足ドープ領域におけるペア密度波の知見を得られたことは今後の計画にある過剰ドープ領域での実験を進めるうえで有益な結果となる。初年度の後半に過剰ドープの単結晶育成にもとりかかることができ、次年度への研究に進められることから現在までの達成度を「（２）おおむね順調に進展している」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、初年度に作製したサンプルフォルダーを用いたグラファイトのSTM実験を室温で追試を行うことに加えて低温での測定を行う予定である。標準試料であるグラファイトのデータを蓄積し、銅酸化物高温超伝導体の測定へと移行することを考えている。Bi系銅酸化物高温超伝導体のSTM/STS実験ではペア密度波や擬ギャップの性質を明らかにするために過剰ドープ領域のより広いホール濃度の範囲で実験を行う。STM実験と並行して単結晶育成を進める。また、初年度に購入したSTM探針の電解研磨装置を用いて探針作製にも取り組む予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じたのは、サンプルフォルダーの作製費が自作したことにより材料費のみになり少なくなったためである。また、STM/STS実験で用いるSTM探針（消耗品）の費用についても、当初の予想よりも少なくすんだためである。これらの消耗品費が比較的少なくすんだため次年度に繰り越しとなった。
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