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2007 年度 実績報告書

軽元素を含む新異方的超伝導体の複合トンネル分光システムによる電子状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19540370
研究機関広島大学

研究代表者

浴野 稔一  広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (40185103)

キーワード軽元素系超伝導 / トンネル分光 / STM / 超伝導ギャップ / 層状高温超伝導体 / 擬ギャップ / 電荷密度波
研究概要

層状超伝導体α型(FeOC1型)K_xTiNC1(T_c=17K)の低温走査トンネル顕微鏡(STM)測定を行い、温度5Kの超伝導状態において劈開c面の表面原子像の観測に初めて成功した。観測された原子斑点は長方格子状に配列し、その間隔0.406nm x 0.329nmはX線回折データと良く一致する。この最表面原子はTi原子と考えられるが、NやC1もTiと同じ周期を持ち、この原子の種類を同定するためにさらに詳しく調べている。また、走査トンネル分光(STS)により2Δ=10-15 meVの局所超伝導ギャップを観測した。これはギャップ比2Δ/k_BT_cがBCS理論の約2-3倍の強結合状態にあり、以前、我々が測定したβ型(SmSI型)の結晶構造を持つHfNC1(T_c=25K)のものと同様であることが明らかとなった。さらに、T_cよりも遥かに高い40Kにおいて擬ギャップ構造を観測した。現在、この起源を探っている。
このような研究と平行して、フェルミ面のネスティングにより形成される半導体ギャップを伴う不均一CDW超伝導からなるトンネル接合系を有限温度で議論した。このCDW超伝導接合系のトンネルスペクトルを計算することにより、低温では、超伝導ギャップとCDWギャップの共存による顕著なDIP-HUMP構造を持つ正負バイアス非対称トンネルスペクトルが再現できることを示し、高温の超伝導臨界温度付近では、フェルミ面に擬ギャップ的な幅広い浅い落ち込みが残ることを示した。これらはBi系高温超伝導トンネルスペクトルで一般に観測されているDIP-HUMP構造と擬ギャップ構造が同一の起源を持つ可能性を初めて直接的に示したものであり、DIP-HUMP構造と擬ギャップ構造は個別に議論することができないことを明らかにした。この結果は高温超伝導の中心的問題に新しい知見をもたらした。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Tunnel spectra of junctions involving BSCCO and other cuprates: superconducting and charge-density-wave gapping2008

    • 著者名/発表者名
      T. Ekino
    • 雑誌名

      Physica C (印刷中)

      ページ: (3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale Modulation of Local Barrier Height on Bi-based Cuprate Superconductors Observed by Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      A. Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 77(印刷中)

      ページ: (4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of MgB_22007

    • 著者名/発表者名
      T. Ekino
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 61

      ページ: 278-282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the pseudogap-related structure in tunneling spectra of superconducting Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d> revealed by the break-junction technique2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ekino
    • 雑誌名

      Physical Review B 76

      ページ: 180505(R)(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge-Density-Wave Origin of Dip-Hump Structures in the Tunnel Spectra of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ekino
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica A 111

      ページ: 573-580

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconducting energy gap from break junction tunneling spectroscopy in the ternary silicide CaAlSi2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroiwa
    • 雑誌名

      Physical Review B 76

      ページ: 104508(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Heat and Tunneling Spectroscopy Study of NbB_22007

    • 著者名/発表者名
      S. Kuroiwa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 76

      ページ: 094705(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence of the fine pseudogap at the Fermi level in Al-based quasicry stals2007

    • 著者名/発表者名
      J. T. Okada
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 76

      ページ: 033707(1-4)

    • 査読あり
  • [学会発表] Semiconducting gap of Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4 revealed by break-junction tunnel spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ekino
    • 学会等名
      20th International Symposium on Superconductivity (ISS2007)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(エポカルつくば)
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] Tunnel spectra of junctions involving BSCCO and other cuprates: super conducting and charge-density-wave gapping2007

    • 著者名/発表者名
      A.M. Gabovich
    • 学会等名
      20th International Symposium on Superconductivity (ISS2007)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(エポカルつくば)
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] 高温超伝導体の仕事関数分布の測定を中心とした話題2007

    • 著者名/発表者名
      浴野稔一
    • 学会等名
      物性研短期研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2007-10-12
  • [学会発表] パイロクロア酸化物超伝導体KOs_2O_6におけるSTM/トンネル分光観測2007

    • 著者名/発表者名
      杉本暁
    • 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] Observation of local barrier height and electronic structure on cuprate superconductor by scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS)2007

    • 著者名/発表者名
      A. Sugimoto
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscience and Technology (ICN+T2007)
    • 発表場所
      Stockholm International Fairs, Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2007-07-02
  • [図書] COMPETITION BETWEEN SUPERCONDUCTIVITY AND CHARGE CARRIER LOCALIZATION IN PLUMBATES, In Superconductivity research Advances, edited by J.E. Nolan2007

    • 著者名/発表者名
      A. M. Gabovich
    • 総ページ数
      45
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc.

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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