“酸化物系の相転移,光誘起秩序状態と超伝導共役性光応答のダイナミクスの研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06402023
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 眞隅 泰三 群馬大学, 工学部, 教授 (20012304)
• 研究分担者: 山口 博之 群馬大学, 工学部, 助手 (80261866) ; 南 英俊 筑波大学, 物理工学系, 講師 (00190702) ; 伊藤 文武 群馬大学, 工学部, 教授 (60005907)
• キーワード: 酸化物系絶縁体 / 相転移 / 光伝導の異常 / 超伝導共役性 / 光誘起秩序状態 / 超伝導オプトエレクトロニクス素子

研究概要

部分課題1)浮遊帯溶融法による酸化物結晶の精製と評価;浮遊帯溶融装置を用いて得られた結晶(FZ,GZ)と天然産(NA)の評価を、遠赤外,中赤外領域における光吸収と可視域での発光の温度変化により行った。その結果、フォノン,格子欠陥の面からも,FZ,GZがすぐれていることを確認した。
部分課題2)酸化物絶縁体の相転移でのコンプトン散乱の異常による追求;酸化物絶縁体Cu_2O結晶の相転移を追求するため、高分解能X線コンプトン散乱分光装置の設計、製作、設置を完了し、高エネルギー研究所気道放射光施設にマシンタイムを申請、平成8年度初めに実験を行う予定となった。
部分課題3)熱平衡状態の相転移と光伝導の異常の相関の研究;Cu_2O結晶のパルス光伝導の温度依存性において温度減少と共に出現する特異な光伝導現象の詳細を追求し、この異常の細部をさらに広い温度領域での変化として追求した。その結果λ=612nm付近に(1s)励起子吸収の温度シフトとの共鳴的な温度依存性などを新しく発見、より詳細な研究を展開した。なお、Bi-O系超伝導性物質でも、準備を完了し研究を開始した。
部分課題4)非線型光磁性-オプトサイクロトロン2重共鳴の研究;光磁性の測定として、光線形光学サイクロトロン共鳴現象の観測を拡張した。低密度光励起状態でのサイクロトロン共鳴現象の観測では試料依存性を認めたが、高密度光励起状態では天然産結晶においても同様な現象が観測され、この現象の普遍性が確認された。また高密度光励起状態の光線形現象がλ=735nmに加えλ=612nmでも起こる可能性を見い出した。
部分課題5)超伝導共役性光伝導物質の探究とその光応答のダイナミクスの研究;新しくSm_2Cu_1O_4単結晶の光伝導の異常と磁気抵抗の測定を行った。これは磁性と超伝導の視点からも興味ある現象となろう。
部分課題6)超伝導オプトエレクトロニクス素子の基礎研究;素子のソース、ドレイン材料の選択、ゲート材料の波長依存性での共鳴効果を追求した。また日本物理学会1995年秋の分科会や、海外The SPIE Conf.で
1)「特別講演」「凝縮系の相転移と光伝導の異常-超伝導光エレクトロニクスへの物理」、
2)“Novel Concepts of Superconductive Optoelectronic Devices"(Invited Talk)を行なった。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Amekura and Taizo Masumi: "″Reconfirmation with Discussion of Anomalies in Photoconductivity of Cu_2O at Low Temperatures″" J. Phys. Soc. Jpn.64. 2684-2696 (1995)
• [文献書誌] Taizo Masumi and Masakatsu Isobe: "″Novel Concepts of Superconductive Optoelectronic Devices : Resonances of Photoconductivity in the Cu_2O Gate Region″ (Invited)" Proc. SPIE-The International Society for Optical Engineering, Oxide Superconductor Physics and Nano-Engineering II. 2697. (1996)
• [文献書誌] E. Zukowski, D. N. Timms, F. Itoh, H. Sakurai, P. K. Lawson, J. E. McCarthy, M. J. Cooper, Y. Tanaka, H. Kawata and M. Itoh: "″Temperature Dependence of the Magnetic Compton Preofile of Ferrimagnetic DyFe_2 and ErFe_2″" J. Phys. : Condens. Matter.7. 389-400 (1995)
• [文献書誌] M. Ito, F. Itoh, Y. Tanaka, A. Koizumi, H. Sakurai T. Ohata, K. Mori, A. Ochiai, and H. Kawata: "″X-ray Magnetic Form Factor of UTe″" J. Phys. Soc. Jpn.64. 2333-2337 (1995)
• [文献書誌] H. Sakurai, H. Hashimoto, A. Ochiai, T. Suzuki: "″Magnetic Compton Profiles of UTe" J. Phys. : Condens, Matter. Lett.L599-L604 (1995)
• [文献書誌] H. Sakurai, F. Itoh, M. Ozaki, H. Kawata, M. Ito and S. Kishimoto: "″Time of Flight X-eX Spectroscopy″" Proc. 2nd Int. Workshop. on Compton Scattering and Fermiology, 28-31 August, Tokyo. 456-461 (1995)
• [文献書誌] F. Itoh, T. Shiraishi, H. Sakurai, S. Takei, K. Hayama and H. Oike: "″Circular Magnatic X-ray Dichroism of Fe/Ho MultilayerFilms″" Proc. 2nd Int. Symp. on Metallic Multilayers, 11-14 September, Cambridge, UK,. 110-111 (1995)
• [文献書誌] H. Minami, M. Ishibashi, K. Oshima and H. Uwe: "″Effect of Light Irradiation on the Crystal Structure and conductivity of Reduced YBa_2Cu_3O_<7-y>″" Proc. 7th Int. Symp. Superconductivity. 7. 141-144 (1995)
• [文献書誌] H. T. Kim, H. Minami and H. Uwe: "″Temperature Dependence of Optical Spectra for the CDW Gap and Optical Phonons in BaBiO_3″" Proc. 7th Int. Symp. Superconductivity. 7. 169-172 (1995)
• [文献書誌] H. Minami, T. Uzumaki, and H. Uwe: "″Characterization of Ba_<1-x>K_xBiO_<3-y> Synthesized by an Electrochemical Method with the Influence of Hear Treatment″" Proc. 8th Int. Symp. Superconductivity, Advances of Superconductivity VIII. 8 (in press). (1996)
• [文献書誌] H. Yamaguchi, T. Yamaguchi, S. Kagoshima, T. Masumi, J. Li and K. Kishhio: "″Anomalies in the Pulsed Photoconductivity of Undopeed C_<60> and Their Relationship to Phase Transitions″" J. Phys. Soc. Jpn.64. 527-532 (1995)