超高分解能レーザー角度分解光電子分光で選別観察する高温超伝導体の多様な秩序状態

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H06013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 近藤 猛 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40613310)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 光電子分光 / 超伝導 / レーザー

研究成果の概要

超伝導エネルギーギャップを、レーザーを光源とすることで実現する超精密光電子分光で測定する。特に単位胞あたり3枚の超伝導層 (CuO2 面) を持つ Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ(Bi2223)に着目した。最適ドープBi2223における超伝導体の新しい現象を明らかにした。 異なる大きさのエネルギーギャップを有する内側及び外側のＣｕＯ ２平面から誘導されたボゴリュボフバンドの混成を観察し、 コヒーレントピークの分裂とそれに伴うスペクトルギャップの増大を示した。電子対形成の著しい変調は、三層系銅酸化物において最高の臨界温度を達成するための要因として提案した。

自由記述の分野

電子物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

液体窒素温度を超える高い臨界温度を示す超伝導体が約30年前銅酸化物において発見れて以来、銅酸化物高温超伝導体は物性研究の対象として長らく主役を担ってきた。それにも関わらず、その高い超伝導臨界温度が生み出される機構に関しては未だ統一した見解が得られていない。 超伝導は、伝導を支配する電子が多数の対を組むことで安定化し、背景にある格子振動や不純物による散乱を受けることなく電流を流す特異な電子状態である。超伝導の発現機構を解明する上で、電子同士を対として結びつける”のり”を同定することが重要であり、Bi2223のレーザーARPES研究で見出した転移温度上の理解により応用研究への波及が期待される。