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2010 年度 実績報告書

高分解能角度分解光電子分光による銅酸化物高温超伝導体のバルク電子構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340088
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 宇史  東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10361065)

キーワード光電子分光 / 超伝導 / 銅酸化物
研究概要

本年度は、建設・改良を進めている光電子分光装置を低エネルギー超高分解能仕様にするために、主に励起光源系と試料測定系の改良を行った。改良した装置を用いて、銅酸化物高温超伝導体の超伝導ギャップと擬ギャップについての研究を行った。装置全体の設計と製作においては、ブリルアンゾーンの広い範囲における測定と極低温化を同時に実現するために、低温角度可変型マニピュレーターの試料マウント部分の設計と改良を行った。また、高効率の測定を実現するために、励起光源系の差動真空排気系の強化や光路調整を行った。これらの改良を施した光電子分光装置を用いて、LaおよびPbを置換した単層系銅酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CuO_6(Bi2201)の高分解能角度分解光電子分光測定を行い、得られた結果をヘリウム光源とキセノン光源で測定した場合で直接比較したところ、アンチノードにおける擬ギャップのエネルギースケールが励起光のエネルギーによって顕著に異なる一方、ノード領域のエネルギーギャップには大きな差が無い事を見出した。さらに、アンチノード領域の擬ギャップは2種類存在する事を明らかにした。また、銅酸化物の参照物質である鉄化合物(Ba,K)Fe_2As_2においても超伝導状態よりも上の温度で擬ギャップを観測する事に成功し、観測された擬ギャップが大きく波数に依存する事を明らかにした。この結果から、銅酸化物や鉄化合物で観測された超伝導ギャップよりも大きなエネルギースケールを持つ擬ギャップは、共通して反強磁性相互作用に密接に関係していると結論した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Universality of superconducting gaps in overdoped Ba_<0.3>K_<0.7>Fe_2As_2 observed by angle-resolved photoemission spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids

      巻: 83 ページ: 020501(R)-1-020501(R)-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional electronic structure in highly-doped Na_xCoO_2 studied by angle-resolved photoemission spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      T.Arakane, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.Solids

      巻: 72 ページ: 552-555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Angle-resolved photoemission study of doping evolution of three-dimensional Fermi surface in Na_xCoO_22011

    • 著者名/発表者名
      T.Arakane, et al
    • 雑誌名

      New J.Phys.

      巻: 13 ページ: 043021-1-043021-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron-hole asymmetry in the superconductivity of doped BaFe_2As_2 seen via rigid chemical-potential shift in photoemission2011

    • 著者名/発表者名
      M.Neupane, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 83 ページ: 094522

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic structure of optimally doped pnictide Ba_<0.6>K_<0.4>Fe_2As_2 : a comprehensive angle-resolved photoemission spectroscopy investigation2011

    • 著者名/発表者名
      H.Ding, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 23 ページ: 135701-1-135701-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Xenon-plasma-light ultrahigh-resolution ARPES study of low-energy single-particle excitation gap in (Bi,Pb)_2Sr_2CuO_62010

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, et al
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 470 ページ: S129-S131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pseudogap of charge-density-wave compound SmNiC_2 studied by high-resolution photoemission spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      T.Sato, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: 044707-1-044707-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct evidence for cage conduction band in superconducting cement 12CaO・7Al_2O_3 by low-energy high-resolution photoemission spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      S.Souma, et al
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn.

      巻: 79 ページ: 103704-1-103704-4

    • 査読あり
  • [学会発表] 角度分解光電子分光でみた擬ギャップ2011

    • 著者名/発表者名
      中山耕輔
    • 学会等名
      日本物理学会(2011年春季大会)
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 鉄系超伝導におけるディラック電子2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤宇史
    • 学会等名
      日本物理学会(2011年春季大会)
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Na_xCoO_2における水和効果と超伝導:角度分解光電子分光2011

    • 著者名/発表者名
      荒金俊行
    • 学会等名
      日本物理学会(2011年春季大会)
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 高分解能ARPESによるNa_xCoO_2の3次元電子構造のドープ量依存性2010

    • 著者名/発表者名
      荒金俊行
    • 学会等名
      日本物理学会(2010秋季大会)
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] Ultrahigh-resolution spin-resolved ARPES of novel low-dimensional systems2010

    • 著者名/発表者名
      S.Souma
    • 学会等名
      Electronic, transport, and optical properties of low-dimensional systems (WS10-ETOLDs)
    • 発表場所
      Valencia, Spain
    • 年月日
      2010-06-02
  • [学会発表] Evidence for the precursor pairing above T_c in Bi_2Sr_2CuO_6 revealed by ultrahigh-resolution ARPES2010

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama
    • 学会等名
      International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors (SNS2010)
    • 発表場所
      上海,中国
    • 年月日
      2010-05-25

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公開日: 2013-06-26  

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