高温超伝導体の電子状態における酸素同位体効果に関する角度分解光電子分光研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19340105
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 相浦 義弘 独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (80356328)
• 研究分担者: 永崎 洋 独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (20242018) ; 増井 孝彦 国立大学法人大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10403099) ; 吉田 良行 独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 研究員 (50415767)
• 研究協力者: 岩澤 英明 国立大学法人広島大学, 放射光科学研究センター, 研究員 (90514068)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 酸化物高温超伝導 / 角度分解光電子分光 / 電子構造 / 酸素同位体効果 / 電子格子相互作用

研究概要

低エネルギー放射光源を用いた角度分解光電子分光手法により、酸素同位体置換したBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>の電子ボゾン結合に伴うノード方向の電子分散の屈曲(キンク)構造に明瞭な酸素同位体効果を示した。その大きさ(数meV)およびエネルギーシフト方向は酸素同位体質量の変化量から予測される振動数の変化量と同等ある。故に、本研究により、「フェルミ準位近傍に現れる電子分散のキンク構造は、電子格子相互作用により起きている」と結論した。

研究成果

• [雑誌論文] Interplay among Coulomb Interaction, Spin-Orbit Interaction, and Multiple Electron-Boson Interactions in Sr_2RuO_4 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Iwasawa, Y.Yoshida, I.Hase, S.Koikegami, H.Hayashi, J.Jiang, K.Shimada, H.Namatame, M.Taniguchi, Y.Aiura
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 226406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Hybridization between Two- and One-Dimensional Bands due to Coulomb and Spin?Orbit Interactions in Sr_2RuO_4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Aiura, I.Hase, Y.Yoshida, S.Koikegami, H.Iwasawa
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 79 ページ: 123702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Energy (<10 meV) Feature in the Nodal Electron Self-Energy and Strong Temperature Dependence of the Fermi Velocity in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8-δ (2010)
  • 著者名/発表者名: N.C.Plumb, T.J.Reber, J.D.Koralek, Z.Sun, J.F.Douglas, Y.Aiura, K.Oka, H.Eisaki, D.S.Dessau
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 105 ページ: 046402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of oxygen isotope effect due to out-of-plane disorder in Bi_2Sr_2Ln_0.4CuO_6+δ superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, H.Iwasawa, N.C.Plumb, T.Masui, Y.Yoshida, H.Eisaki, H.Bando, A.Ino, M.Arita, K.Shimada, H.Namatame, M.Taniguchi, S.Tajima, Y.Nishihara, D.S.Dessau, Y.Aiura
  • 雑誌名: Phys.Rev. B80 ページ: 212501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotopic Fingerprint of Electron-Phonon Coupling in High-T_c Cuprates (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Iwasawa, J.F.Douglas, K.Sato, T.Masui, Y.Yoshida, Z.Sun, H.Eisaki, H.Bando, A.Ino, M.Arita, K.Shimada, H.Namatame, M.Taniguchi, S.Tajima, S.Uchida, T.Saitoh, D.S.Dessau, Y.Aiura
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 101 ページ: 157005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kink structure in the electronic dispersion of high-Tc superconductors from the electron-phonon interaction (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Koikegami, Y.Aiura
  • 雑誌名: Phys.Rev. B77 ページ: 184519
  • 査読あり
• [学会発表] Intrinsic Scattering Rates and the "Filling" Gap of Bi2212 (2011)
  • 著者名/発表者名: T.J.Reber, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 発表場所: Dallas, Texas
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] ARPES lineshapes, coherent to incoherent ratios, and the waterfall self-energy of Bi2212 cuprate superconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: Q.WANG, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: APS March Meeting 2011
  • 発表場所: Dallas, Texas
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] Sr_2RuO_4の電子状態における偏光・励起光依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Extracting Momentum Resolved Tunneling Curves of Bi2212 from ARPES (2010)
  • 著者名/発表者名: T.J.Reber, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: APS March Meeting 2010
  • 発表場所: Portland, Oregon
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Momentum and doping dependence of oxygen isotope substitution in Cuprates (2010)
  • 著者名/発表者名: N.C.Plumb, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: APS March Meeting 2010
  • 発表場所: Portland, Oregon
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Doping-dependence of oxygen isotope shift of the nodal kink in Bi-cuprates studied by low-energy ARPES (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Low-energy ARPES study in oxygen isotope substituted Bi-cuprates (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: International Workshop on Strong Correlations and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (CORPES09)
  • 発表場所: Zurich
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] Anomalous behavior of the nodal scattering rate of Bi_2Sr_2CaCu_2O_8+・ near the Fermi energy (2009)
  • 著者名/発表者名: T.J.Reber, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: APS March Meeting 2009
  • 発表場所: Pittsburgh, Pennsylvania
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] Novel feature in the nodal electron self-energy and strong temperature dependence of the Fermi velocity in the high temperature superconductor Bi2212 (2009)
  • 著者名/発表者名: N.C.Plumb, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: APS March Meeting 2009
  • 発表場所: Pittsburgh, Pennsylvania
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 低エネルギー励起ARPESを用いたBi系高温超伝導体における酸素同位体効果の検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 第22回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2009-01-11
• [学会発表] Bi2201の酸素同位体効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤耕二, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 2008日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 低エネルギー励起ARPESによるBi2212における酸素同位体効果の精密検証 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 2008日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Bi2212の角度分解光電子スペクトルにおける酸素同位体効果II (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤耕二, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] Theoretical fits of laser-ARPES energy distribution curves of the high Tc superconductor Bi2212 (2008)
  • 著者名/発表者名: N.C.Plumb, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 2008 APS March Meeting
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] Isotope effect on the nodal kink energy in Bi2212 (2008)
  • 著者名/発表者名: J.F.Douglas, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 2008 APS March Meeting
  • 発表場所: New Orleans, Louisiana
  • 年月日: 2008-03-13
• [学会発表] Oxygen isotope effect in Bi_2Sr_2CaCu2O_8+δ studied by low-energy ARPES (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: The 20th International Symposium on Superconductivity (ISS2007)
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Oxygen isotope effect in high-Tc cuprates studied by LE-ARPES (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: International Symposium on Lattice Effects in Cuprate High Temperature Superconductors (LEHTSC 2007)
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2007-10-31
• [学会発表] ノード方向に現れるキンク構造について (2007)
  • 著者名/発表者名: 小池上繁, 相浦義弘
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] Oxygen isotope effect in Bi2212 studied by low-energy angle-resolved photoemission spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: The 8th International Conference on Spectroscopes in Novel Superconductors (SNS2007)
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2007-08-21
• [学会発表] Oxygen isotope effect in cuprate superconductors studies by low-energy angle-resolved photoemission spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩澤英明, 相浦義弘, 他
  • 学会等名: 15th International Conference on Vacuum Ultraviolet Radiation Physics (VUV15)
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-07-30
• [備考] 平成21年度科学技術分野の文部科学大臣表彰(開発部門)、相浦義弘、2009/04/14
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2010/pr20101117/pr20101117.html