| 研究課題/領域番号 |
19K03741
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東京大学 (2022)
早稲田大学 (2019-2021) |
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研究代表者 |
藤森 淳 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (10209108)
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| 研究分担者 |
溝川 貴司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90251397)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 高温超伝導体 / 共鳴軟X線非弾性散乱 / 角度分解光電子分光 / 高温超伝導 / 非弾性X線散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
銅酸化物における高温超伝導の発見以来30年以上の間、膨大な研究が行われてきたにもかかわらず高温超伝導の発現機構は未だ解明されていない。従来型超伝導体で確立してきた電子-フォノン相互作用機構では高い超伝導転移温度を説明することが困難なため、磁気的ゆらぎによる超伝導機構がされ活発に研究されてきた。一方、電荷ゆらぎによる超伝導機構は具体的な理論研究が少なく、実験的な検証はさらに遅れている。本研究では、高輝度放射光を用いた共鳴軟X線散乱実験により電荷ゆらぎのダイナミクスを直接観測し、高温超伝導発現における電荷ゆらぎの重要性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
銅酸化物高温超伝導体における電荷秩序、電荷励起、フォノン異常を共鳴非弾性X線散乱で調べ、高温超伝導機構、擬ギャップ形成機構の解明につながる知見を得た。擬ギャップ相‐フェルミ液体相間の量子相転移に伴う臨界的電荷ゆらぎとフォノン異常を、電荷秩序ピーク付近の低エネルギーで観測した。より高エネルギーでは、電荷揺らぎを媒介とする超伝導機構で予測される擬ギャップ相‐超伝導相間のエキシトン・ピークの変化を検出した。さらに高エネルギーで、電荷の集団励起である音響型プラズモンをホールドープ型銅酸化物超伝導体で初めて観測した。また、角度分解光電子分光を用いて、擬ギャップ相におけるネマティック秩序を観測した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
発見から35年間の膨大な研究努力にもかかわらず未解決である銅酸化物高温超伝導体の超伝導発現機構と擬ギャップ形成機構を、従来主流であったスピン自由度に注目した研究から視点を変え、電荷ゆらぎに注目して解明を目指し成果を挙げた。実験手法として既に確立している角度分解光電子分光に加えて、新しい手法である共鳴非弾性X線散乱を高い分解能で利用し、電荷秩序、電荷励起、フォノン異常について新しい知見を得ることによって、電荷ゆらぎによる高温超伝導発現機構と擬ギャップ形成機構の確立に大きく近付いた。
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