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STM/STSによる高温超伝導と磁場誘起反強磁性秩序の共存状態に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15740193
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関北海道大学

研究代表者

桃野 直樹  北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00261280)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード銅酸化物高温超伝導体 / STM / STS / 磁場誘起反強磁性秩序 / 電荷秩序 / 磁束コア / 銅酸化物高温超伝導 / 超伝導ギャップ
研究概要

近年、La系高温超伝導体における磁場下中性子散乱実験から磁場誘起反強磁性秩序が発見され、超伝導と反強磁性秩序の共存が注目されている。また、Bi系高温超伝導体における磁場中走査トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)から磁束コア中で4倍周期(4×4)の2次元電荷秩序が発見され、反強磁性秩序との関連が指摘されている。さらに、同様な4×4電荷秩序がゼロ磁場でも存在することが希薄ドープのオキシクロライド高温超伝導体において報告されている。本研究では、高温超伝導体の磁場誘起反強磁性秩序を中性子散乱実験から、4×4電荷秩序をSTM/STS実験から調べ、それらの秩序状態と超伝導との関連について研究を行った。
まず良質なLa系単結晶を作成し、磁場下中性子実験から磁場誘起反強磁性秩序の出現を確認した。同じ試料において4×4電荷秩序に関する知見を得るためにSTM/STSを行い、原子分解能のあるSTM像の観測に成功した(La系高温超伝導体では世界で最初の明瞭な原子像)。しかし、表面のラフネスのため4×4電荷秩序の直接観察までは至らなかった。ただし、電荷秩序に特徴的なゼロ度擬ギャップと呼ばれるギャップ様構造がトンネルスペクトルに見られた(La系高温超伝導体における最初のゼロ度擬ギャップの観測)。このことから、La系においても4×4電荷秩序が発達している可能性があると考えられる。また、Bi系において、磁場誘起反強磁性秩序が最も顕著に発達すると報告されているホール濃度p=0.12付近の試料を作成し、STM/STS実験を行った。その結果、p=0.12では、ゼロ磁場下においても超伝導状態で非常に強い4×4電荷秩序が現れることが分かった。このことから、p=0.12付近では超伝導状態と4×4電荷秩序が実空間で共存していると考えられる。以上の結果を論文にまとめ、低温国際会議(米国)で発表した。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (11件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] STM/STS Study on Local Electronic States of La_<2-x>Sr_xCuO_42006

    • 著者名/発表者名
      N.Momono et al.
    • 雑誌名

      The AIP Conference Proceedings of 24^<th> International Conference on Low-Temperature Physics In press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] STM/STS Study on 4a x 4a Electronic Charge Modulation of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hashimoto et al.
    • 雑誌名

      The AIP Conference Proceedings of 24^<th> International Conference on Low-Temperature Physics In press

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] STM/STS study on 4a x 4a electronic charge order of superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>2005

    • 著者名/発表者名
      N.Momono et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2400-2400

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Doping dependence of the vortex glass and sublimation transitions in the high-T_c superconductor La<2-x>Sr_xCuO_4 as determined from macroscopic measurements2005

    • 著者名/発表者名
      R.Gilardi et al.
    • 雑誌名

      Eur.Phys.J.B 47

      ページ: 231-231

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] STM/STS study on local electronic states of underdoped Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>2005

    • 著者名/発表者名
      N.Momono et al.
    • 雑誌名

      Int.J.Mod.Phys.B 19

      ページ: 231-231

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] STM/STS Study on Local Electronic States of Underdoped Bi2Sr2CaCu208+d2005

    • 著者名/発表者名
      N.Momono
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 19(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Flux-Line Vortex Glass Phase in a Tyne II Superconductor2004

    • 著者名/発表者名
      U.Divakar
    • 雑誌名

      Physical Review Letter 92

      ページ: 237004-237004

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Unusual interplay between copper-spin and vortex dynamics in slightly overdoped La1.83Sr0.17CuO42004

    • 著者名/発表者名
      R.Gilardi
    • 雑誌名

      Europhysics Letters 66

      ページ: 840-840

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electronic Specific Heat of La2-xSrxCuO4 : Pseudogap Formation and Reduction of the Superconducting Condensation Energy2004

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuzaki
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn 73

      ページ: 2232-2232

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin dynamics in the mixed phase of La2-xSrxCuO4 (x=0.10,x=0.17)2004

    • 著者名/発表者名
      R.Gilardi
    • 雑誌名

      Physica B 350

      ページ: 72-72

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ield-induced hexagonal to square transition of the vortex lattice in overdoped La1.8Sr0.2CuO42004

    • 著者名/発表者名
      R.Gilardi
    • 雑誌名

      Physica C 408

      ページ: 491-491

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] N.Momono: "Energy gap evolution over wide temperature and doping ranges in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>"Mod.Phys.Lett.B. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Oda: "Electronic phase diagram of La_<2-x>Sr_xCuO_4"Journal of Physics and Chemistry of Solids. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsuzaki: "Superconducting condensation energy in the pseudogap region of La_<2-x>Sr_xCuO_4"Physica C. 384. 297 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Gilardi: "A small angle neutron scattering study of the vortex matter in La_<2-x>Sr_xCuO_4(x=0.17)"International Journal of Modern Physics B. 17. 3411 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Gilardi: "Field-induced hexagonal to square transition of the vortex lattice in overdoped La_<1.8>Sr_<0.2>CuO_4"Physica C. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Gilardi: "Spin dynamics in the mixed phase of La_<2-x>Sr_xCuO_4(x=0.10,x=0.17)"Physica B. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2020-05-15  

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