ビスマス系高温超伝導体における光誘起超伝導相転移ダイナミクスの研究

• 研究課題/領域番号: 24340063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 戸田 泰則 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00313106)
• 研究分担者: 小田 研 北海道大学, 大学院理学研究院, 教授 (70204211)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
• キーワード: 光物性 / 光誘起相転移 / ポンププローブ分光 / 高温超伝導体 / 銅酸化物 / 擬ギャップ / 光誘起超伝導相転移 / フェムト秒光パルス / 光誘起相分離 / 電子格子相互作用

研究成果の概要

ビスマス系高温超伝導体における超伝導と擬ギャップの光誘起相転移ダイナミクスを超短パルス光を用いて調査し、1)擬ギャップが自発的対称性破れを伴うこと、2)超伝導ギャップ形成と位相コヒーレンスの関係性、3)擬ギャップ形成ダイナミクスが長距離秩序を持たない局在状態を反映すること、4)アンダードープ領域において超伝導秩序形成における擬ギャップの相関が強まることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Evidence for carrier localisation in the pseudogap state of cuprate superconductors from coherent quench experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: I. Madan, T. Kurosawa, Y. Toda, M. Oda, T. Mertelj, P. Kusar and D. Mihailovic
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 6 号: 1
  • DOI: 10.1038/ncomms7958
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rotational symmetry breaking in Bi2Sr2CaCu2O8+δ probed by polarized femtosecond spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, F. Kawanokami, T. Kurosawa, M. Oda, I. Madan, T. Mertelj, V. V. Kabanov, D. Mihailovic
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 90 号: 9
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.094513
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Separating pairing from quantum phase coherence dynamics above the superconducting transition by femtosecond spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Madan, T. Kurosawa, Y. Toda, M. Oda, T. Mertelj, P. Kusar and D. Mihailovic
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 4 号: 1 ページ: 5656-5656
  • DOI: 10.1038/srep05656
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unified understanding of the electron-phonon coupling strength for nanocarbon allotropes (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, Y. Toda, and J. Onoe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B. 90 巻: 90 号: 15
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.155435
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamics of broken symmetry nodal and anti-nodal excitations in Bi_{2} Sr_{2} CaCu_{2} O_{8+\delta} probed by polarized femtosecond spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, F. Kawanokami, T. Kurosawa, M. Oda, I. Madan, T. Mertelj, V. V. Kabanov, D. Mihailovic
  • 雑誌名: cond-mat.supr-con 巻: arXiv:1311.4719
• [雑誌論文] Strain-Induced Enhancement of the Electron Energy Relaxation in Strongly Correlated Superconductors (2014)
  • 著者名/発表者名: C. Gadermaier, V.V. Kabanov, A.S. Alexandrov, L. Stojchevska, T. Mertelj, C. Manzoni, G. Cerullo, N.D. Zhigadlo, J. Karpinski, Y.Q. Cai, X. Yao, Y. Toda, M. Oda, S. Sugai, and D. Mihailovic
  • 雑誌名: Phys. Rev. X 巻: 4 号: 1 ページ: 11056-11056
  • DOI: 10.1103/physrevx.4.011056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of pseudogap on photoinduced superconducting phase transition in underdoped Bi2212 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, T. Mertelj, P. Kusar, T. Kurosawa, M. Oda, M. Ido, D. Mihailovic
  • 雑誌名: Physica C 巻: 493 ページ: 112-113
  • DOI: 10.1016/j.physc.2013.03.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation and Interpretation of Carrier Dynamics of Molecular Magnetic Superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Naito, S. Matsuo, T. Inabe, Y. Toda
  • 雑誌名: J. Supercond. Nov. Magn. 巻: 26 号: 5 ページ: 1679-1682
  • DOI: 10.1007/s10948-012-2007-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the anomalous nonequilibrium carrier relaxation dynamics in C₆₀-related materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Shota Ono, Hiroyuki Shima, and Yasunori Toda
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 38 号: 2 ページ: 283-286
  • DOI: 10.14723/tmrsj.38.283
  • NAID: 130005004232
  • ISSN: 1382-3469, 2188-1650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient Laguerre-Gaussian mode conversion for orbital angular momentum resolved spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Toda, K.Shigematsu, K.Yamane, R.Morita
  • 雑誌名: Opt. Commun. 巻: 308 ページ: 147-151
  • DOI: 10.1016/j.optcom.2013.05.050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of photoexcited carrier relaxation across the energy gap of phase ordered materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Shota Ono, Hiroyuki Shim a, and Yasunori Toda
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 号: 10 ページ: 104512-104512
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.104512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carrier Dynamics in a Series of Organic Magnetic Superconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Naito, S. Matsuo, T. Inaba, and Y. Toda
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 116 号: 3 ページ: 2588-2593
  • DOI: 10.1021/jp210966u
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-dimensional uneven peanut-shaped C_<60> polymer: a quantum electronic system on Riemannian space(Invited paper) (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Onoe, T. Ito, S. Kimura, H. Shima, Y. Toda, and H. Yoshioka
  • 雑誌名: Fullerene, Nanotubes, and Carbon Nanostructures 巻: 20 号: 1 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1080/1536383x.2011.586618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrashort optical-vortex pulse generation in few-cycle regime (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Yamane, Y.Toda, R.Morita
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 20 号: 17 ページ: 18986-18993
  • DOI: 10.1364/oe.20.018986
  • NAID: 120004857007
  • 査読あり
• [雑誌論文] High superconducting critical temperatures depend systematically on the electron-phonon interaction strength (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Gadermaier +10, Y. Toda, M. Oda, S. Sugai, D. Mihailovic
  • 雑誌名: cond-mat.supr-con, arXiv : 1205.4978v3 巻: (preprint) ページ: 1-32
• [学会発表] Time-resolved polarimetry for quasi-particle dynamics in Bi2212 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, K. Watanabe, S. Tsuchiya, T. Kurosawa, M. Oda, T. Mertelj, I. Madan, V. V. Kabanov, D. Mihailovic
  • 学会等名: 10th International Conference on New Theories, Discoveries, and Applications of Superconductors and Related Materials, New3SC-10
  • 発表場所: Chongqing, China
  • 年月日: 2014-10-26 – 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] 2次元層状化合物DyTe3における光誘起準粒子ダイナミクスのプローブ偏光特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土屋聡，菅原悠太，丹田聡，戸田泰則
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] Bi2Sr2CaCu2O8+dのノード・アンチノード対称性にもとづく光誘起準粒子ダ イナミックスの選択的観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺健太，土屋 聡，戸田泰則，板垣征一朗，黒澤 徹，小田 研
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Polarized femtosecond spectroscopy for quasiparticle dynamics associated with symmetry breaking in Bi2Sr2CaCu2O8+d (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, K. Watanabe, S. Tsuchiya, T. Kurosawa, M. Oda, T. Mertelj, I. Madan, V. V. Kabanov, D. Mihailovic
  • 学会等名: 5th International Conference on Photo Induced Phase Transitions and Cooperative Phenomena (PIPT5)
  • 発表場所: Hotel Golf, Bled, Slovenia
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] Femtosecond pump-probe spectroscopy for a charge-density-wave system of DyTe3 resolved by the probe polarization (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tsuchiya, Yuta Sugawara, Satoshi Tanda, Yasunori Toda
  • 学会等名: 5th International Conference on Photo Induced Phase Transitions and Cooperative Phenomena(PIPT5)
  • 発表場所: Hotel Golf, Bled, Slovenia
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Polarized femtosecond spectroscopy for quasiparticle dynamics associated with symmetry breaking in Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+\delta} (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, K. Watanabe, S. Tsuchiya, T. Kurosawa, M. Oda, T. Mertelj, I. Madan, V. V. Kabanov, and D. Mihailovic
  • 学会等名: 5th International Conference on Photoinduced Phase Transitions and Cooperative Phenomena
  • 発表場所: Hotel Golf, Bled (Slovenia)
  • 招待講演
• [学会発表] Role of pseudogap in the photoinduced superconducting phase transition of underdoped Bi2212 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, F. Kawanokami, T. Kurosawa, M. Oda, M. Ido, T. Mertelj, P. Kusar, D. Mihailovic
  • 学会等名: Study of matter at extreme conditions 2013 Inhomogeneous Superconductors and Related Functional Materials
  • 発表場所: Miami Florida USA(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] OD-Bi2212の光誘起超伝導相転移における準粒子ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 川之上史篤，戸田泰則，板垣征一朗，黒澤徹，小田研，伊土政幸
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島市）
• [学会発表] オーバードープ高温超伝導体(Bi2212)の光誘起超伝導相転移における準粒子ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 川之上 史篤, 土屋 聡, 戸田 泰則, 板垣 征一朗, 黒澤 徹, 小田 研, 伊土 政幸
  • 学会等名: 第49回応用物理学会北海道支部／第10回日本光学会北海道地区合同学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] A study of pseudogap in UD-Bi2212 using ultrafast optical spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, T. Mertelj, P. Kusar, T. Kurosawa, M. Oda, M. Ido, D. Mihailovic
  • 学会等名: International Workshop on Spintronic Nano-Materials
  • 発表場所: Sapporo, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] Impact of pseudogap on photoinduced superconducting phase transition in underdoped Bi2212 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda, T. Mertelj, P. Kusar, T. Kurosawa, M. Oda, M. Ido, D. Mihailovic
  • 学会等名: 9th International Conference on New Theories, Discoveries, and Applications of Superconductors and Related Materials, New3SC-9
  • 発表場所: Frascati - Rome, Italy(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-19
• [図書] Laser Spectroscopy Using Topological Light Beams (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Toda and R. Morita
  • 総ページ数: 35
  • 出版者: Springer Series in Progress in Nanophotonics
• [備考] 研究活動
  • URL: http://renault-ap.eng.hokudai.ac.jp/Research.html
• [備考]
  • URL: http://renault-ap.eng.hokudai.ac.jp/Research.html