| 研究課題/領域番号 |
13440104
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
伊土 政幸 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90111145)
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| 研究分担者 |
桃野 直樹 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00261280)
小田 研 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70204211)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2001年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
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| キーワード | 銅酸化物高温超伝導体 / 電子対コヒーレンス / 走査トンネル分光 / 凝集エネルギー / 擬ギャップ / フェルミアーク / 走査トンネル顕微鏡 / 相分離 / 電子比熱 / 超伝導凝集エネルギー / トンネル分光 |
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| 研究概要 |
高温超伝導体の常伝導相(T>T_c)では、k空間の(π,0)と(0,π)近傍のフェルミ面に超伝導ギャップとほぼ同じ大きさの"小さな擬ギャップ"が成長し、T_c付近では(π/2,π/2)近傍にアーク状のフェルミ面が残ることが知られている。本研究では、Bi2212のトンネル分光実験から小さな擬ギャップはd波超伝導体の平均場の臨界温度付近から急速に成長し、T_cで超伝導状態のギャップにほぼ連続的に移行すること、また、ARPESの結果と同様に小さな擬ギャップの成長は低ホール濃度ほど顕著となることを確認した。ところで、T_c近傍でアーク状となるフェルミ面のキャリアーは、大きな面内易動度を持つことから、超伝導をもたらすクーパー対のコヒーレントな運動との関連で大きな興味が持たれている。そこで、本研究では超伝導の凝集エネルギーU(0)とトンネルスペクトルのコヒーレンスピークが低ホール濃度領域で共に大きく抑制される点に着目し、フェルミアークと超伝導との関連性を調べた。特に、U(0)はLa214系の電子比熱から、小さな擬ギャップとの関連性に注意しながら系統的に研究を行った。その結果、コヒーレントな運動をするクーパー対は「フェルミアーク上のホールから作られるものに限られる」と考えると、低ホール濃度領域でのU(0)とコヒーレンスピークの大きな抑制が良く理解できることを示した。しかし、小さな擬ギャップの成長が顕著となるアンダードープ領域では、超伝導相と常伝導相との相分離が起こるためにU(0)が大きく減少するとの指摘がある。そこで、Bi2212系の走査トンネル分光(STM/STS)実験からナノスケールで超伝導の一様性を詳しく調べ、U(0)の大きな減少が相分離に起因するものでない点を確認し、擬ギャップ領域での電子対コヒーレンスの起源はフェルミアークにあると結論した。
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