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超高分解能光電子分光装置の建設と高温超伝導体準粒子の研究

Research Project

Project/Area Number03J07340
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 固体物性II(磁性・金属・低温)
Research InstitutionTohoku University
Research Fellow 松井 浩明  東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed(Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost : ¥2,700,000)
Fiscal Year 2005 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2004 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2003 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Keywords高温超伝導体 / 角度分解光電子分光 / 準粒子
Research Abstract

本年度は、電子型高温超伝導体Pr_<1-x>LaCe_xCuO_4(PLCCO)における電子構造と超伝導機構を明らかにするための光電子分光実験を行った。特に、電子型高温超伝導体における超伝導ギャップ対称性の完全決定を目指して研究を行った。これは、昨年度までに明らかにしたフェルミ準位近傍の電子の反強磁性相互作用が、超伝導発現機構とどのように関係しているかを明らかにする上で極めて重要な研究課題である。具体的には、過去の実験報告と比べて約2倍に向上したエネルギー分解能および角度分解能の下で、超伝導ギャップの波数依存性を精密に測定した。以下に実験結果の概要を示す。
はじめにPLCCOの常伝導状態において角度分解光電子分光(ARPES)測定を行い、フェルミ面とバンド構造を決定した。その結果、フェルミ面がブリルアンゾーン中のM点を中心とする大きなホール面であること、フェルミ面が磁気的ブリルアンゾーンと交差する領域(hot spot)において、電子の磁気散乱に起因すると考えられる擬ギャップが開いていることを見出した。次にフェルミ準位極近傍において超伝導ギャップ測定を行った。実験的に決定したフェルミ面に沿って波数を連続的に走査し、超伝導転移前後でのARPESスペクトルの変化を詳細に解析した。その結果、超伝導ギャップの開閉に伴うスペクトル端のシフトを明確に観測した。超伝導ギャップの異方性は、d_x2_<-y>2波対称性から予想される振る舞いとの明らかなずれを示し、最大ギャップが開く波数はブリルアンゾーン境界からhot spotに移動していることを見出した。
以上の結果から、電子型高温超伝導体の超伝導発現機構において、磁気的相互作用が主要な役割を果たしていると結論した。

Report

(3results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report

Research Products

(14results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article Publications

  • [Journal Article] Impurity effects on electron-mode coupling in high-temperature superconductors2006

    • Author(s)
      K.Terashima
    • Journal Title

      Nature Physics 2

      Pages : 27-31

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] High-resolution ARPES study of quasiparticles in high-Tc superconductors2005

    • Author(s)
      T.Takahashi
    • Journal Title

      New Journal of Physics 7

      Pages : 105-105

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ultrahigh-Resolution Photoemission Study of h-ZrRuP2005

    • Author(s)
      H.Matsui
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      Pages : 1401-1401

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct observation of a non-monotonic dx2-y2-wave superconducting gap in the electron-doped high-Tc superconductor Pr0.89LaCe0.11CuO42005

    • Author(s)
      H.Matsui
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 95

      Pages : 17003-17003

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Angle-resolved photoemission spectroscopy on the metallic sodium tungsten bronzes NaxWO32005

    • Author(s)
      S.Raj
    • Journal Title

      Phys.Rev.B 72

      Pages : 125125-125125

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy of Antiferromagnetic Superconductor Nd_<1.87>Ce_<0.13>CuO_4 : Anisotropic Spin-Correlation Gap, Pseudogap, and the Induced Quasiparticle Enhancement2005

    • Author(s)
      H.Matsui
    • Journal Title

      Physical Review Letters 94

      Pages : 47005-47005

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ボゴリューボブ準粒子のARPESによる直接観測2004

    • Author(s)
      松井 浩明
    • Journal Title

      日本物理学会誌 59

      Pages : 362-362

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Three-dimensional Fermi-surface nesting in 1T-VSe_2 studied by angle-resolved photoemission spectroscopy2004

    • Author(s)
      T.Sato
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan 73

      Pages : 3331-3331

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fermi surface topology of Ca_<1.5>Sr_<0.5>RuO_4 determined by angle-resolved photoelectron spectroscopy2004

    • Author(s)
      S.-C.Wang
    • Journal Title

      Physical Review Letters 93

      Pages : 177007-177007

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy of CaB_62004

    • Author(s)
      S.Souma
    • Journal Title

      Physical Review B 70

      Pages : 73104-73104

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ARPES on Na_<0.6>CoO_2 : Fermi surface and Unusual Band Dispersion2004

    • Author(s)
      H.-B.Yang
    • Journal Title

      Physical Review Letters 92

      Pages : 246203-246203

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] H.Matsui: "BCS-like Bogoliubov quasiparticles in high-T_c superconductors observed by angle-resolved photoemission spectroscopy"Physical Review Letters. 90. 217002 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Matsui: "Systematics of electronic structure and interactions in Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_<2n+4> (n=1-3) by angle-resolved photoemission spectroscopy"Physical Review B. 67. 060501(R) (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Matsui: "Low Energy Excitation in Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_<2n+4> (n=1-3) Studied by High-Resolution ARPES"International Journal of Modern Physics B. 17. 3554 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL :

Published : 2003-04-01   Modified : 2016-04-21  

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