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これまでに行われた銅酸化物高温超伝導体の角度分解光電子分光実験により、ホール濃度の少ないアンダードープ銅酸化物ではフェルミ面が分断された「フェルミアーク」と呼ばれる異常な電子構造が観測されることが明らかになっている。本研究では、単純な結晶構造を持ち、しかも上部臨界磁場も比較的低いランタン系銅酸化物に着目し、アンダードープ組成において電子の平均自由行程が非常に長い単結晶試料を作製して超強磁場中の磁気輸送特性における量子振動の探索を行うことによって、フェルミアークの正体に関する直接的な情報を得ることを目指す。このためには電子を散乱する原因となる結晶の乱れを極力少なくしつつ、必要な量の正孔をドープする工夫が必要となる。このために本研究では、母物質であるLa_2CuO_4に過剰酸素を導入したときに起こる「ステージング」と呼ばれる秩序化現象を利用して乱れの少ないアンダードープ試料を作製する。本年度はまず、大阪大学における研究代表者の研究室においてフローティングゾーン法を用いた高品質単結晶作製を行うために必要な実験設備を整え、実際にLa_2CuO_4の高品質単結晶を作製した。さらにこの単結晶を電気化学酸化するための設備を立ち上げ、電気化学酸化の最適条件を決定した。これまでにほぼ100%の体積分率で28Kの超伝導を示す試料の作製に成功しており、現在は過剰酸素のステージングのための熱処理条件の探索を行っているところである。また電気化学酸化した単結晶は非常に脆く割れやすいため、このような試料で安定的に電気抵抗率測定を行うための技術開発も並行して行っている。
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