磁場下のクリーンな異方的超伝導体における新しい量子現象

• Project/Area Number: 14038216
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 前田 京剛 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (70183605)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北野 晴久 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (00313164)
• Project Period (FY): 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 磁束量子コア / 粘性係数 / 高周波インピーダンス / スプリットリング共振器 / マイクロ波 / La系 / フラックス・フロー / クリーン

Research Abstract

1)2GHzで作動するスプリット・リング共振器を作成し,LSCO系のアンダードープ2種類,最適ドープ1種類,過剰ドープ1種類(合計4種類)の組成の単結晶で複素インピーダンスの磁場・温度依存性を調べた。これによって,高温超伝導体の高周波の実験としては初めて,特定の理論モデルを用いずに,フリー・フラックスフロー状態を実現することができた。この理由は,磁束量子の運動に関する限り,周波数を一桁落とすことと磁場を一桁上げることは等価だからである。
2)実現したフリーフラックスフロー状態では,フラックスフロー抵抗は磁場の約1/3乗に比例し,そのベキは温度とともに変化する。磁場の1/3乗という依存性は,通常(S波)のフラックスフローと異なり,ギャップにノードを持つ超伝導体の特徴であると考えられる。
3)キャリヤードーピング,物質によらず,高温超伝導体の磁束格子コアーは「適度にクリーン」(コア内の準粒子の量子性がかろうじてわかる程度)であることがわかった。
4)ピン止め周波数が,測定する周波数によってかなり異なり,測定周波数が高いほど,ピン止め周波数が高くなることがわかった。これは,単純な調和ポテンシャル井戸の底での粒子の振動という描像がただしくないことを示唆している。ポテンシャルの非調和性,付随する非線形性などが関係していると思われるが,良くわからない。
5)磁束量子の粘性は,ドーピングがすすむと徐々に増大することがわかった。
6)Znを不純物として置換すると,ごく小さな有限の組成のところで,磁束量子の粘性が最大になることがわかった。現在その原因を考察中である。

Research Products

• [Publications] A.Maeda et al.: "Vortices in high Tc superconductor""Vortex electronics and SQUIDs", edited by T. Kobayashi. (in press).
• [Publications] A.Maeda et al.: "Dynamics of vortices in high-Tc superconductors investigated by density and conduction noise measurements"Sutudies of High Temperature Superconductors, edited by A. Narlikar, Vol. 41, Chap. 10 (Nova Science Publishers, NY2002). 247-274 (2002)
• [Publications] A.Maeda et al.: "Location-sensitive measurement of the local fluctuation of driven vortex density in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y"Physical Review B. 65. 54506-54516 (2002)
• [Publications] H.Kitano et al.: "Evidence for insulating behavior in the electric conduction (NH_3)K_3C_<60> systems"Phys. Rev. Lett.. 88. 96401-96404 (2002)
• [Publications] A.Maeda, Y.Togawa, H.Kitano: "An experimental approach to understand dynamical phase diagram of driven vortices of high-Tc superconductors"Pnysica C. 369. 177-181 (2002)
• [Publications] H.Kitano, A.Maeda: "Comment on "Anomalous dielectric response in the π-d correlated metallic state of λ-(BEDT-TSF)_2FeCl_4"J. Phys. Soc. Japan. 71. 666-667 (2002)
• [Publications] K.Takaki et al.: "Effects of superconducting gap anisotropy on the flux flow resistivity in Y(Ni_<1-x>Pt_x)_2B_2C"Phys. Rev. B. 66. 184511-184515 (2002)
• [Publications] K.Kinoshita et al.: "Millimeter wave and microwave electrodynamic spectroscopy of YBa_2(Cu_<1-x>Zn_x)_3O_y in the Meissner and mixed state"Physica C. (in press).
• [Publications] H.Kitano et al.: "Nonlinear conductivity in the slightly hole-doped Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41> ladder compounds"Physica C. (in press).
• [Publications] K.Iwaya et al.: "Electronic state of NbSe_2 investigated by STM/STS"Physica C. (in press).
• [Publications] A.Maeda, Y.Togawa, H.Kitano: "Dynamic phase diagram of vortices in high-Tc superconductors determined by experimental studies"Physica C. (in press).
• [Publications] R.Inoue, H.Kitano, A.Maeda: "The inverse analysis of the enclosed cavity perturbation technique"Physica C. (in press).
• [Publications] Y.Togawa, H.Kitano, A.Maeda: "Dynamic phase diagram of driven vortices in Bi2Sr2CaCu2Oy"J. Low Temp. Phys.. (in press).
• [Publications] K.Kinoshita et al.: "Microwave conductivity of superconducting and insulating fullerides"J. Low Temp. Phys.. (in press).
• [Publications] A.Maeda et al.: "Effect of impurities on the electronic structure of vortex core investigated by microwave surface impedance measurement"J. Low Temp. Phys.. (in press).