| 研究課題/領域番号 |
17K05526
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
市村 晃一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50261277)
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| 研究分担者 |
松浦 徹 福井工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (60534758)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 有機導体 / 走査トンネル顕微鏡 / 電荷秩序 / 超伝導 / 強相関電子系 |
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| 研究実績の概要 |
前年度に引き続き有機導体beta"-(BEDT-TTF)4[(H3O)Ga(C2O4)3]C6H5NOの単結晶を電解法により作成し、試料の更なる良質化を目指している。得られた単結晶はX線回折により当該化合物であることを同定したうえで、電気抵抗の温度依存性を測定し電子物性を評価した。
前年度は金属相である室温および電荷秩序相での測定を主に行ったが、今年度はさらに低温の超伝導相(超伝導転移温度Tc=7.5 K)での走査トンネル分光(STS)測定を重点的に行った。
超伝導相である1.3 Kにおいて、試料表面の各所でトンネルスペクトルを測定しナノメートルスケールでのSTSマッピングを行った。典型的なトンネルスペクトルは絶縁体的な1 eV程度のギャップ構造を示し、超伝導に特徴的な1 meV程度のギャップ構造は現在のところ観測されていない。絶縁体的なギャップの大きさは場所により異なり、1 nm程度の周期で変化していることがわかった。これらは、前年度に電荷秩序相で得られた結果と同様であることから、超伝導状態においても電荷不均化が生じていると考えられる。すなわちこの系において超伝導と電荷秩序が共存することが示唆される。
STS測定において、明確な超伝導ギャップは観測されていないが、しばしばノードを伴う異方的ギャップに特有なゼロバイアス異常が観測された。このことはこの系が超伝導ギャップにノードがある異方的超伝導体であることを示唆する。
今後は、STS測定のエネルギー分解能を向上させ、明確な超伝導ギャップの観測を目指している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度のうちに低温の電荷秩序相におけるSTM/STS測定を前倒しで遂行できたので、今年度はさらに低温の超伝導相での測定を重点的に行った。この測定にはエネルギー分解能の点においてやや困難が生じているが、異方的超伝導ギャップを示唆する新たな知見が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
装置の整備として、トンネル電流検出系の更なる改良を行いSTS測定でのエネルギー分解能を向上させる。
7.5 K以下の超伝導相においてSTM/STS測定を引き続き行い、超伝導ギャップの観測を試みる。精度の高いトンネルスペクトルを得て超伝導の対称性を議論する。電荷分布も同時に観測し、超伝導ギャップと電荷不均化との関係を明らかにする。これらの結果をもとに、この系の超伝導発現機構の解明を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験環境の整備としてSTM制御ソフトの更新を予定していたが、真空排気系に故障が生じたためこの整備を優先させ、STM制御ソフトの更新は次年度に延期した。ピエゾスキャナーの更新を予定していたが、メンテナンス法の工夫により劣化を抑えることができ早急な更新の必要がなくなった。この更新は次年度に行う予定である。これらの結果、次年度使用額が生じた。
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