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

1996 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 / 超伝導オプトエレクトロニクス素子

研究概要

1.浮遊帯溶融法による酸化物結晶の精製と評価;超伝導性酸化物の基礎を与える基本網物質としての高純度Cu_2O,CuO結晶の浮遊帯溶融法による作製試料を、X線,光吸収,発光,ラマン散乱等により評価し、注目すべき新しい結果を得た。
2.酸化物絶縁体の相転移のコンプトン散乱の異常による追求;X線コンプトン散乱による基底状態Cu_2Oの価電子系の運動量分布やスピン分極の温度依存性(T=15-300K)、高分解能コンプトン分光装置で観測し、その異常から潜在的相転移の存在を追求したが、マシンタイムの不足から明確な結果は得られなかった。
3.熱平衡状態の相転移と光伝導の異常の相関の研究:熱平衡状態の相転移と光伝導の異常の相関について、広い視野で研究を展開し、くり返しパルス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の広い電場領域、励起光波長及び強度での変化を追求した。特にCuOにおいても同様な新しい結果を得た。その他同様な現象の研究を特に磁場下でのCuO,Bi_2O_3でも展開し、Sm_2CuO_4などでも新しい結果を得た。
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、高密度光励起状態Cu_2Oでポーラロン励起子系の非線形光学サイクロトロン共鳴現象を観測した。mid-gap statesの存在の問題の他、特にマイクロ波光伝導の温度依存性の詳細を、くり返しパルス光伝導の温度依存性の光応答のダイナミクスとの関連で新しくしらべ直し、(1s)-励起子吸収近くのλ=614nmでT=60Kに共鳴的な光伝導信号の増加を見た。
5.超伝導共役性光伝導物質の探求とその光応答のダイナミクスの研究;これら基本物質の光伝導の異常と超伝導相転移との相関を確認するために、特に超伝導体の母体となる基本物質Cu_2O,CuO及びSm_2CuO_4など周辺の物質の単結晶・薄膜など新しい超伝導共役性光伝導物質を、吸収,光伝導,発光など光応答の立場から探求した。Ba_<1-x>K_xBiO_3の光吸収、還元YBCOでの光照射の効果もしらべた。
6.超伝導オプトエレクトロニクス素子の基礎研究;高温超伝導体Y・Ba-Cu-O等とその周辺での超伝導共役性光伝導物質Cu_2Oとの組み合わせを採用し、新しいエレクロトロニクス素子の原理に潜む物理の追求と応用の可能性を研究した。その結果少なくとも光信号の温度依存性に超伝導と光伝導の共鳴的シフトを発見、また3端子素子の動作原理の確認や利用への素子集積での高速化、高密度化を可能にする。

研究成果

• [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. 539-550 (1996)
• [文献書誌] Masakatsu Isobe and Taizo Masumi: "Default of the Resonant Conjugation of Photoconductivity of Cu_2O in Low-Tc Superconductor Based Optoelectronic Devices" J.Phys.Soc.Jpn.65. 4088-4089 (1996)
• [文献書誌] P.K.Lawson,J.E.McCarthy,M.J.Cooper,E.Zukowaki,D.N.Timms,F.Itoh,H.Sakurai,Y.Tanaka,H.Kawata,and M.Ito: "Temperature Dependence of the Magnetic Compton Profile 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 ang Fermlology, 28-31 August,1995,Tokyo. 456-461
• [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 Multilayer Films" Proc.2nd Int.Symp.on Metallic Multilayers,11-14 September,1995,Cambridge,UK.110-111
• [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 Heat Treatment" Proc.8th Int.Symp.Superconductivity,Advances of Superconductivity VIII.8. 429-432 (1996)
• [文献書誌] H.Uwe,Xiaoli Ji,and H.Minami: "Magnetic Susceptibility of Single Crystalline Ba_<1-x>K_xBiO_<3-y>" Czechoslovak J.Phys.,Proc.7th Int.Symp.Superconductivity. 46△7. 2691-2692,141-144 (1996)
• [文献書誌] H.T.Kim,H.Minami,W.Schmidtbauer,J.W.Hodby,A.Iyo,F.Iga and H.Uwe: "Paramagnetic Meissner Effect in Superconducting Single Crystal of Ba_<1-x>K_xBiO_3" J.Low Temp.Phys.105. 557-562 (1996)
• [文献書誌] H.Minami and H.Uwe: "SIS Structure of Ba_<1-x>K_xBiO_3 Fabricated by an Electrochemical Method" Proc.9th Int.Symp.Superconductiveity,Sappro,1996,Advances in Superconductivity IX, (1997).