トンネル走査顕微鏡によるビスマス系高温超伝導体の新規電荷秩序の研究

• 研究課題/領域番号: 18340095
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 伊土 政幸 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90111145)
• 研究分担者: 桃野 直樹 室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00261280)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 16,430千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 1,230千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2007年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2006年度: 11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
• キーワード: 高温超伝導 / ビスマス系銅酸化物 / 走査トンネル顕微鏡 / 走査トンネル分光 / 超伝導ギャップ / 擬ギャップ / Bi2212 / 電荷秩序 / 高温超電導 / トンネル分光

研究概要

本研究では、低バイアスSTMとSTS実験から、Bi系高温超伝導体における非分散性の2次元電荷秩序の性質と擬ギャップ及び超伝導ギャップとの関連性を詳細に調べた。その結果、アンタイノード領域の電子が関与する2次元電荷秩序が空間的に不均一な擬ギャップの起源であること、また、擬ギャップ領域にある試料では、ノード付近の電子(ホール)対ギャップが超伝導のエネルギースケールを決めていることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] STM/STS study on nondispersive checkerboard superstructure in superconducting Bi2212 and La-Bi2201 (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Ido, T. Yoneyama, Y. H. Liu, Y.Takano, N. Momono and M. Oda
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. of Solids 69 ページ: 3006-3010
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM/STS study in thestripe-ordered state of La_<2-x-y> Nd_ySr_xCuO_4(x=1/8, y~0.4) (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Momono, T. Kurosawa, T. Endo, K.Kurusu, K. Takeyama, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: J.Phys. & Chem. of Solids 69 ページ: 3031-3033
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the electronic inhomogeneity of underdoped Bi_2Sr_2 CaCu_2O_8 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu, K. Takeyama, T. Kurosawa, N.Momono, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. of Solids 69 ページ: 3039-3041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic quasiparticle scattering rates in slightly underdoped to optimally dopedhigh-temperature La_<2-x>Sr_xCuO_4 superconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Chang, M. Shi, S. Pailhes, M. Mansson, T. Claesson, O. Tjernberg, A. Bendounan, Y. Sassa, L. Patthey, N. Momono, M. Oda, M. Ido, S. Guerrero, C. Mudry, and J.Mesot
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 78 ページ: 205103-205107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of the coexistence of the pseudogap and superconducting quasiparticles in Bi2Sr_2CaCu_2O_<8+y> by time-resolved optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu, Y. Toda, K. Shimatake, N. Momono, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 101 ページ: 137003-137006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning competing orders in La_<2-x>Sr_xCuO_4 cuprate superconductors by the application of an external magnetic field (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Chang, Ch. Niedermayer, R. Gilardi, N.B. Christensen, H.M. Ronnow, D.F.McMorrow, M. Ay, J. Stahn, O. Sobolev, A. Hiess, S. Pailhes, C. Baines, N.Momono, M. Oda, M. Ido, J. Mesot
  • 雑誌名: Phys. Rev.B 78 ページ: 104525-104529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi-arc superconductivity, pseudogap and charge order in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kurosawa, M. Oda, Y. H. Liu, K. Takeyama, N. Momono and M. Ido
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. of Solids 69 ページ: 2265-2267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent d-wave superconducting gap in underdoped La_<2-x>Sr_xCuO_4 by angle-resolved photoemission spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Shi, J. Chang, S. Pailhes, M. R.Norman, J. C. Campuzano, M. Mansson, T.Claesson, O. Tjernberg, A. Bendounan, L. Patthey, N. Momono, M. Oda, M. Ido,C.Mudry, J. Mesot
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 101 ページ: 47002-47005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure near the1/8-anomaly in La-based cuprates (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Chang, Y. Sassa, S. Suerrero, M.Mansson, M. Shi, S. Pailhes, A.Bendounan, R. Mottl, T. Claesson, O.Tjernberg, L. Patthey, M, Ido, M. Oda, N. Momono, C. Mudry, J. Mesot
  • 雑誌名: New Journal of Physics 10 ページ: 103016-103016
• [雑誌論文] STM / STS study in the stripe-ordered state of La2-x-yNdySrxCuo4 (x=1 / 8, y〜0.4) (2008)
  • 著者名/発表者名: 桃野直樹
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. Of Solids 69 ページ: 3031-3033
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the electronic inhomogeneity of underdoped Bi2Sr2CaCu8+δ (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. Of Solids 69 ページ: 3039-3041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anisotropic quasiparticle scattering rates in slightly under-doped to optimally doped high-temperature La2-xSrxCuo4 superc onductors (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Chang
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 78 ページ: 205103-205107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning competing orders in La2-xSrxCu04 cuprate superconducto rs by the annlication of an external magnetiC field (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Chang
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 78 ページ: 104525-104529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of the coexistence of the pseudogap and sup erconducting quasiparticles in Bi2Sr2CaCu208+y by time?resolve d optical spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 101 ページ: 137003-137006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent d-wave superconducting gap in underdoped La2?xSrxCuo4 by angle-resolved photoemission spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: C. M. Chang
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 101 ページ: 47002-47005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi-arc superconductivity, pseudogap and charge order in Bi 2Sr2CaCu208+delta (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kurosawa
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. Of Solids 69 ページ: 2265-2267
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM/STS Study on nondispersive checkerboard electronic superstructure in Bi2212 and La-Bi2201 (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Ido
  • 雑誌名: J. Phys. & Chem. of Solids「掲載决定」 (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM study on the period of charge order in the PG state of Bi2212 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takeyama, Y. H. Liu, T. Kurosawa, N.Momono, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics B 21 ページ: 3220-3223
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM studies on electronic charge order in the PG state of Bi2212 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu, K. Takeyama, M. Ishikura, N.Momono, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: Physica C 460 ページ: 961-962
• [雑誌論文] STM/STS study on underdoped La_<2-x>Sr_xCuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Momono, T. Goto, K. Takeyama, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: Physica C 460 ページ: 965-966
• [雑誌論文] On-board sample cleaver (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Mansson, T. Claesson, U. O. Karlsson, O. Tjernberg, S. Pailhes, J. Chang, J.Mesot, M. Shi, L. Patthey, N. Momono, M. Oda, M. Ido
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 78 ページ: 76103-76103
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4ax4a electronic charge order enhanced in the inhomogeneous pseudogap state of Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu, K. Takeyama,T. Kurosawa, N.Momono, M. Oda and M. Ido
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 75 ページ: 212507-212510
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. Schnyder, C. Mudry, J. Mesot,When low-and high-energy electronic responses meet in cuprate superconductors (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Chang, S. Pailhes, M. Shi, M. Mansson, T. Claesson, O. Tjernberg, J. Voigt, V.Perez, L. Patthey, N. Momono, M. Oda, M. Ido
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 75 ページ: 224508-224513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nature of the magnetic order in the charge-ordered cuprate La_<1.48>Nd_<0.4>Sr_<0.12>CuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: N. B. Christensen, H. M. Ronnow, J. Mesot, R. A. Ewings, N. Momono, M. Oda, M. Ido, M. Enderle, D. F. McMorrow, A. T. Boothroyd
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 98 ページ: 197003-197006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic-field-induced spin excitations and renormalized spin gapof the underdoped La_<1.895>Sr_<0.105>CuO_4 superconductor (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Chang, A. P. Schnyder, R. Gilardi, H.M. Ronnow, S. Pailhes, N. B. Christensen, Ch. Niedermayer, D. McMorrow, A. Hiess, A. Stunault, M.Enderle, B. Lake, O. Sobolev, N. Momono,M. Oda, M. Ido, C. Mudry, J. Mesot
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 98 ページ: 77004-77007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 4a×4a electronic charge order enhanced in the inhomogeneous pseudogap state of Bi2Sr2CaCu2O8+・ (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 75 ページ: 2125071-2125074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic-field-induced spin excitations and renomalized spin gap of the underdoped La0.1895Sr0.105CuO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Chang
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 98 ページ: 77004-77007
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM/STS Study on Underdoped La_<2-X>Sr_XCuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Momono
  • 雑誌名: Physica C (In press)
• [雑誌論文] STM Studies on Electronic Charge Order in the PG State of Bi2212 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.H.Liu
  • 雑誌名: Physica C (In press)
• [雑誌論文] Magnetic-field-induced spin excitations and renormalized spin gap of the underdoped superconductor La_<1.895>Sr_<0.105>CuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Chang
  • 雑誌名: Physical Review Letters 98 ページ: 77004-77004
• [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy and spectroscopy study of 4ax4a electronic charge order and the inhomogeneous pairing gap in superconducting Bi_2Sr2CaCu_2O_8 (2006)
  • 著者名/発表者名: A. Hashimoto, N. Momono, M. Oda, M. Ido
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 74 ページ: 64508-64518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Muons as local probes of three body correlations in the mixed state of type-II superconductors (2006)
  • 著者名/発表者名: G. I. Menon, A. J. Drew, U. K. Divarkar, S. L. Lee, R. Giladi, J. Mesot, F. Y.Ogrin, D. Charakambous, E. M. Forgan, N. Momono, M. Oda, C. Dewhurst and C.Baines
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 97 ページ: 177004-177007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy and spectroscopy study of 4a x 4a electronic charge order and the inhomogeneous pairing gap in superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Hashimoto
  • 雑誌名: Physical Review B 74 ページ: 64508-64508
• [雑誌論文]
  • 著者名/発表者名: A. J. Drew, D. O. G. Heron, U. K., Divarkar, S. L. Lee, R. Giladi, J. Mesot, F. Y. Ogrin, D. Charakambous, N. Momono and M. Oda
  • 雑誌名: Physica B 374 ページ: 203-206
  • 査読あり
• [学会発表] STM/STSから見たBi系銅酸化物高温超伝導体のチェッカーボード変調とギャップ構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井上諒
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 盛岡大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Spatially non-uniform pseudogap structure of high T_c superconductor observed by STM/STS (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊土政幸
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 盛岡大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] 磁場中比熱から見たLa214系の超伝導に対する不純物効果II (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤徹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 盛岡大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] Spatially non-uniform pseudogap structure of high Tc super-conductor observed by STM/STS (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊土政幸
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 盛岡大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] ポンプ・プローブ分光でみたBi2212の超伝導状態と擬ギャップ状態における準粒子緩和 (2008)
  • 著者名/発表者名: 劉英豪
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 電子ラマン散乱から見たBi2212における超伝導ギャップと擬ギャップ (2008)
  • 著者名/発表者名: 桃野直樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] TM/STSから見たLa-Bi2201及びBi2212のチェッカーボード変調と大きな擬ギャップ (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原将也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 磁場中比熱から見たLa214系の超伝導に対する不純物効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒澤徹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] STM/STSから見たLa-Bi2201及びBi2212のチェッカーボード変調と大きな擬ギャップ (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原将也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] STM/STSから見たLa_<2-x>Sr_xCuO_4およびLa_<2-x-y>Nd_ySr_xCuO_4の電子構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: 桃野直樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] TM/STSから見たBi2201のチェッカーボード変調と超伝導ギャップ (2007)
  • 著者名/発表者名: 米山貴之
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] Bi2212のチェッカーボード変調と超伝導ギャップ (2007)
  • 著者名/発表者名: 高野由衣
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] On the electronic inhomogeneity of underdoped Bi2212 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. H. Liu
  • 学会等名: Yamada Conference LXI : Spectroscopies in Novel Superconductors
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2007-08-24
• [学会発表] STM/STS study of stripe-ordered state of La_<2-x-y>Nd_ySr_xCuO_4(x=1/8, y=0.4) (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Momono
  • 学会等名: Yamada Conference LXI : Spectroscopies in Novel Superconductors
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2007-08-23
• [学会発表] STM/STS study on nondispersive checkerboard superstructure in superconducting Bi2212 and La-Bi2201 (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Ido
  • 学会等名: Yamada Conference LXI : Spectroscopiesin Novel Superconductors,
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2007-08-20
• [学会発表] STM/STSから見たLa_<2-x>Sr_xCuO_4の超伝導ギャップとフェルミアーク (2007)
  • 著者名/発表者名: 来栖潔
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2007-03-18
• [学会発表] Bi2212の擬ギャップ状態におけるチェッカーボード型電荷秩序のSTM観察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 竹山幸作
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2007-03-18
• [学会発表] STM/STSから見たBi2212の電荷秩序と擬ギャップ (2006)
  • 著者名/発表者名: 石倉光男
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2006-09-25
• [学会発表] 電子比熱から見たLa_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Ni_yO_4におけるノーダル超伝導 (2006)
  • 著者名/発表者名: 黒澤徹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2006-09-23
• [学会発表] STM/STS study on superconducting La_<2-x>Sr_xCuO_4 (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Momono
  • 学会等名: 8th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
  • 発表場所: Dresden、Germany
  • 年月日: 2006-07-14
• [学会発表] 4a×4a charge order and superconducting gap of B_2Sr_2CaCu_2O_8 (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Ido
  • 学会等名: 8^<th> International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
  • 発表場所: Dresden、Germany
  • 年月日: 2006-07-12
• [学会発表] Checkerboard-like charge order and inhomogeneous Energy gap in superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Momono
  • 学会等名: 5^<th> International Conference "Stripes06"
  • 発表場所: Rome、Italy