強相関系超伝導体の1K以下における走査トンネル分光

• Project/Area Number: 12740206
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 金子 真一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40301171)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2000: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 強相関電子系 / 走査トンネル顕微鏡 / 走査トンネル分光

Research Abstract

本研究は、強相関系超伝導体の電子状態を調べるために^3Heを用いた走査トンネル顕微鏡を用いて1K以下の低温において走査トンネル分光をおこなうものである。我々の研究グループではこれまでに温度が0.45K、磁場が6Tまでの状況で操作することのできる走査トンネル顕微鏡を開発している。この装置を用い、またロックイン増幅器を用いて精密に微分伝導度を測定することにより強相関系超伝導体の準粒子状態密度を調べた。物質としてはまず昨年度より調べてきたホウ素炭素化合物YNi_2B_2Cにおいて引き続き研究を行った。これまでにこの物質におけるクーパー対の軌道対称性がs波であることをわかってきた。今年度はこの物質における更なる研究からYNi_2B_2Cにおける超伝導エネルギーギャップが非常に異方的であることがわかった。トンネルスペクトルの解析からギャップの大きさで最大のものと最小のものとの比が2.5倍以上もあることが判明した。s波の超伝導体でこのよりな大きな異方性を示すものは、例えば結晶構造の異方性を反映した低次元の電子構造をもつ物質で知られている。しかしYNi_2B_2Cは層状の構造を持ちながらも電子構造は3次元的であるので、この物質において超伝導ギャップの異方性が大きいことは興味をもたれる。なおこの研究結果は国際会議などで発表しており、成果をまとめたものは現在学術雑誌に投稿中である。またその他の物質では、磁性超伝導体である別のホウ素炭素化合物ErNi_2B_2Cや新しく発見されたMgB_2についての走査トンネル分光による研究を行った。