2023 Fiscal Year Research-status Report
強相関超伝導物質群におけるペア密度波が創造する新奇量子状態の微視的探索
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22K03504
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
黒澤 徹 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (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) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 銅酸化物高温超伝導体 / 密度波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では銅酸化物高温超伝導体と遷移金属ダイカルコゲナイドの超伝導状態で観測された超伝導を担うクーパー対が形成するペア密度波の起源を明らかにすることとペア密度波が作り出す量子現象の探索を目的としている。今年度は、主に銅酸化物高温超伝導体の過剰ドープ領域での電子状態を詳細に調べるために、Bi系銅酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CuO6+x(Bi2201)とLa系銅酸化物高温超伝導体La2-xSrxCuO4の単結晶育成を中心に行った。
Bi2201の過剰ドープ領域では、超伝導が消失するキャリア濃度付近では強磁性揺らぎが発達することが報告されており、ペア密度波の形成との関連についても注目されている。ペア密度波の形成と強磁性揺らぎとの関連について調べるために、超伝導を担うCu-O面内の電気伝導について測定を行った。電気抵抗測定は、Biの一部をPbで置換したPb-Bi2201とPb置換を行っていないBi2201の単結晶試料について、Cu-O面内で直行する2方向に対して行った。電気抵抗の測定から、Pb-Bi2201の単結晶試料では電気抵抗の温度依存性は測定する方向に対してほとんど変化が無かった。一方、Pb置換を行っていないBi2201の単結晶試料の測定では、超伝導転移温度に変化はなかったものの転移温度よりも高温側の電気抵抗の温度依存性に違いがみられた。Pb置換により結晶内のBi-O面の一次元の変調構造が影響を受けることがSTM実験からも確認できており、Pb置換により異方性が消失した可能性があるが、Cu-O面のSTM像にはPb置換による大きな違いが確認できないことから、Pb置換によるキャリア濃度の上昇により電子系の異方性が無くなったと考えることも出来る。キャリア濃度の変化により電子系の空間対称性が変化する可能性があることを示唆する結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
作製したBi2201と遷移金属ダイカルコゲナイド2H-NbSe2-xSx(x=0.0, 1.0, 2.0)の単結晶試料のSTM実験を当初計画していたが、STM装置のメンテナンスのために測定に取り組むことが出来なかったため進捗状況を（３）やや遅れているとした。STM装置は測定できる状態に調整を終えており、STM実験を滞りなく進められる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、これまで作製した試料を用いて低温のSTM実験を行う予定である。低温での実験が困難である場合、電子系の空間対称性がキャリア濃度の変化とともに変わることが示唆された過剰ドープのBi2201の室温での電子構造を調べることにより、ペア密度波形成との関連について調べる予定である。また、過剰ドープ領域のBi2201単結晶試料の育成を継続して行い、銅酸化物高温超伝導体の過剰ドープ領域における強磁性揺らぎとの関係を調べるために電子構造を明らかにするためのSTM実験にも取り組む予定である。遷移金属ダイカルコゲナイドのSTM実験については、液体窒素温度での測定に取り組み電荷密度波の形成とペア密度波の形成との関わりについて調べる。
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| Causes of Carryover |
STM/STS実験を行う回数が予定していたよりも少なくなってしまったため、消耗品費が当初の予想よりも少なくなったため次年度に繰り越しとなった。
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