共鳴非弾性X線散乱による三層系銅酸化物の集団励起と超伝導秩序の解明

• 研究課題/領域番号: 25K00014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鈴木 博人 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80922947)
• 研究分担者: 宮脇 淳 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, NanoTerasuセンター 高輝度放射光研究開発部, 主幹研究員 (70462736) ; 石田 茂之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90738064)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2027年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2026年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2025年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: 銅酸化物高温超伝導体 / 共鳴非弾性X線散乱 / 電荷励起

研究開始時の研究の概要

超伝導は金属の電気抵抗が低温でゼロになる現象である。本研究では、銅酸化物高温超伝導体の転移温度が3枚のCuO2面をユニットセルに含む物質で普遍的に最適化されるメカニズムを解明する。この目的のため、近年技術向上の著しいX線領域の分光法である共鳴非弾性X線散乱を三層系銅酸化物Bi2Sr2Ca2Cu3O10およびHgBa2Ca2Cu3O8に適用する。実験は3GeV高輝度放射光施設NanoTerasuにて、新規に開発された共鳴非弾性X線散乱装置を活用して行う。世界最高のエネルギー分解能を活用し、電荷・スピンの集団励起と超伝導ギャップ励起を統一的に観測することで、両者の関係を明らかにする。