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2010 年度 実績報告書

高温超伝導体の超伝導ギャップ構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20244060
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

花栗 哲郎  独立行政法人理化学研究所, 高木磁性研究室, 専任研究員 (40251326)

研究分担者 幸坂 祐生  独立行政法人理化学研究所, 無機電子複雑系研究チーム, 基幹研究所研究員 (80455344)
キーワードSTM / 高温超伝導 / 超伝導ギャップ / 渦糸 / 不純物効果
研究概要

銅酸化物高温超伝導体と鉄系超伝導体の電子状態を、STMを用いて調べた。
銅酸化物に関しては、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>を試料として、渦糸芯における超伝導の抑制について調べた。Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>の渦糸芯では、チェッカーボード状の電子状態の超周期が存在することが知られているが、その起源は分かっておらず、興味深い。超伝導状態における準粒子干渉効果との関連からチェッカーボード構造の起源を調べるため、渦糸状態での分光イメージングを行ったが、磁歪による視野のドリフトが激しく、十分なデータが得られていない。磁歪は、磁束ピン止めと関連しているので、温度をわずかに上げることで、その影響を抑えることができないかどうか検討している。
鉄系超伝導体に関しては、Fe(Se,Te)において、非連結Fermi面間で超伝導ギャップの符号が反転するs±波構造が実現していることを、準粒子干渉効果の磁場依存性から昨年度見出した。この手法を他の鉄系超伝導体に応用し、ギャップ構造の普遍性を調べるために、LiFeAsにおける準粒子干渉効果の実験を行った。しかし、LiFeAsには、準粒子の散乱体となるような欠陥が少なく、明瞭な準粒子干渉パターンの観測には至っていない。また、上部臨界磁場が低いため、容易に超伝導が抑制され、磁場中での準粒子干渉の探索も困難であった。一方で、欠陥が少ないため、個々の独立した欠陥の電子状態を研究することが可能であることを見出した。通常のs波超伝導体では、非磁性欠陥は超伝導に影響を及ぼさないが、s±波ギャップでは、非磁性不純物近傍にギャップ内束縛状態が形成されることが予言されている。自然に存在する様々な欠陥上でトンネル分光を行い、ギャップ内束縛状態を形成する欠陥を見出した。現在、この欠陥の磁性の有無に関する情報を得る手法を検討している。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] 超伝導体を探る針~分光イメージング走査型トンネル顕微鏡~2011

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: Vol.66, No.3 ページ: 186-194

    • 査読あり
  • [雑誌論文] STM/STSで見た鉄系超伝導体の超伝導ギャップ2011

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 雑誌名

      材料の科学と工学

      巻: 48(印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] 高温超伝導体研究の最近の進展:波数空間と実空間プローブで探る擬ギャップと超伝導ギャップの関係STMから見た擬ギャップ状態2011

    • 著者名/発表者名
      幸坂祐生
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      (新潟大学)新潟市
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] STM/STSを用いた銅酸化物高温超伝導体の電子自己組織化と準粒子状態に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      幸坂祐生
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      (新潟大学)新潟市
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] STM/STS Studies of Superconducting Gap in Iron-Based Superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials
    • 発表場所
      (日本科学未来館)東京都
    • 年月日
      2011-03-06
  • [学会発表] STM/STS studies of the superconducting gap in iron-based superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      Aspen Winter Conference "Contrasting Superconductivity of Pnictides and Cuprates"
    • 発表場所
      Aspen, USA
    • 年月日
      2011-01-26
  • [学会発表] STM/STS studies on iron-based superconductors2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hanaguri
    • 学会等名
      KITP workshop on the Iron-Based Superconductors
    • 発表場所
      Santa Barbara, USA
    • 年月日
      2011-01-18
  • [学会発表] STM/STS studies on iron-based superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Workshop on Material Physics
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2010-12-13
  • [学会発表] 分光イメージングSTM2010

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 学会等名
      表面・界面スペクトロスコピー2010
    • 発表場所
      (筑波山京成ホテル)つくば市
    • 年月日
      2010-12-03
  • [学会発表] Phase-sensitive STM studies on cuprate and iron-based superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      JSPS A3 Foresight Program Autumn School for Young Scientists
    • 発表場所
      (ホテルルビノ京都堀川)京都市
    • 年月日
      2010-11-10
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies on unconventional superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      Korean Physical Society autumn meeting
    • 発表場所
      Phoenix Park, Korea
    • 年月日
      2010-10-21
  • [学会発表] LiFeAsのSTM/STS2010

    • 著者名/発表者名
      花栗哲郎
    • 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)堺市
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] Spectroscopic-imaging STM studies on unconventional superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      18th International Vacuum Congress
    • 発表場所
      北京、中国
    • 年月日
      2010-08-24
  • [学会発表] Phase-sensitive spectroscopic-imaging STM studies of unconventional superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      The International Conference on Low-Energy Electrodynamics in Solids 2010
    • 発表場所
      Les Diablerets, Switzerland
    • 年月日
      2010-07-07
  • [学会発表] Emergence of local broken symmetries with hole-doping in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_22010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kohsaka
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors
    • 発表場所
      上海、中国
    • 年月日
      2010-05-28
  • [学会発表] Spectroscopic-Imaging Scanning Tunneling Microscopy on Iron-Based Superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors
    • 発表場所
      上海、中国
    • 年月日
      2010-05-27
  • [学会発表] Spectroscopic-Imaging STM at High Magnetic Fields2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 学会等名
      6th Annual Nanoprobes Workshop, Center for Probing the Nanoscale, Stanford University
    • 発表場所
      Stanford, USA
    • 年月日
      2010-05-14

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公開日: 2012-07-19  

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