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2010 年度 実績報告書

両極ドープ可能な高温超伝導銅酸化物によるモット絶縁体近傍と電子ドープ域の物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 22740229
研究機関大阪大学

研究代表者

瀬川 耕司  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (20371297)

キーワードモット絶縁体 / 酸化物高温超伝導体 / 高品質単結晶
研究概要

銅酸化物における高温超伝導はモット絶縁体にキャリアをドープした系で発現すると考えられているが、結晶構造を変えずにモット絶縁体をまたいでキャリアの符号を変えることのできる"両極ドープ系"銅酸化物はこれまでに1つしか発見されていない。その例であるLaをドープしたY123系(YLBLCO系)に加え、希土類サイト置換のないNd123系やPr123系を新たな両極ドープ系として作製することを試み、高温超伝導母物質モット絶縁体近傍ならびに電子ドープ城の物性を明らかにすることが本研究の目的である。YLBLCO系についてはc軸抵抗率測定と弾性中性子回折実験により、キャリアのない状態から電子的キャリアとホール的キャリアをドープした場合で反強磁性転移温度の変化が異なるだけではなく、磁気構造も異なっていることを明らかにし、Nature Physicsに論文を発表した。また、光電子分光によって同一の系で初めて、電子ドープ域とホールドープ域での化学ポテンシャルが約0.8eV移動していることを観測し、論文を発表した。Nd123系ではフローティングゾーン法で単結晶が得られたように見えたが、分析の結果得られた結晶は別の相であることが明らかになった。その後、結晶成長時の雰囲気の酸素濃度の最適化を試みたがNd123系の単結晶は微小なものしか得られなかった。ジルコン酸バリウムるつぼによるフラックス法では単結晶が得られたのでアニール条件を最適化を現在進めているところである。

  • 研究成果

    (6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 (4件)

  • [雑誌論文] Chemical potential jump between the hole-doped and electron-dopedsides of ambipolar high-T_c cuprate superconductors2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82 ページ: 020503(R)-(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zero-doping state and electron-hole asymmetry in an ambipolar cuprate2010

    • 著者名/発表者名
      Kouji Segawa
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 6 ページ: 579-583

    • 査読あり
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体を舞台とした超伝導体Cu_xBi_2Se_3の輸送特性2011

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] 両極ドープ系Y_<1-z>La_z(Ba_<1-x>La_x)_2Cu_3O_yの角度分解光電子分光2011

    • 著者名/発表者名
      植村渉
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 両極ドープ系Y_<1-z>La_z(Ba_<1-x>La_x)_2Cu_3O_yの角度分解光電子分光2011

    • 著者名/発表者名
      植村渉
    • 学会等名
      第24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
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2011-01-10
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体候補物質タリウム系三元カルコゲナイド単結晶の輸送特性2010

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 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

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公開日: 2012-07-19  

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