| 研究課題/領域番号 |
24340083
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
田島 節子 大阪大学, 理学研究科, 教授 (70188241)
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| 研究分担者 |
宮坂 茂樹 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (70345106)
田中 清尚 大阪大学, 理学研究科, 助教 (60511003)
増井 孝彦 大阪大学, 理学研究科, 助教 (10403099)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 銅酸化物 / 高温超伝導 / 擬ギャップ / 光学スペクトル / ラマン散乱分光 |
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| 研究概要 |
銅酸化物高温超伝導体の積年の謎である擬ギャップの正体を突き止めるための意義ある成果がいくつか得られた。一つは、Zn置換したYBa_2Cu_3O_y超伝導体のc軸偏光の光学反射スペクトルの解析から、擬ギャップは超伝導転移温度以下でも存在していることが判明し、擬ギャップ状態が超伝導の前駆現象である可能性はなくなった。最低温度では、競合秩序である擬ギャップ状態と超伝導状態とが混在している"混合状態"ということになる。一方、光学スペクトルの詳細な解析から、擬ギャップ温度と超伝導転移温度の中間領域で、超伝導キャリアが現れる前駆現象が出現することが判明した。しかも、この前駆現象の開始温度は、キャリアドープ量が減少するにつれて上昇していき、超伝導機構にモット絶縁体秩序が関係していることを強く示唆する結果となった。
擬ギャップと超伝導ギャップの関係を調べるため、伝導面外に乱れを導入して超伝導転移温度を意図的に下げたBi_2Sr_2CaCu_2O_z結晶を作製し、ラマン散乱分光からギャップ構造の変化を観測した。するとk空間の(π,π)方向を見るB_<2g>偏光スペクトルのギャップは、どんな場合にも超伝導転移温度Tcと相関するのに対し、(0,π),(π,0)方向を見るB_<1g>偏光スペクトルのギャップは、Tcの変化に対して全く応答しない場合と正の相関を見せる場合とがあることがわかった。これは面外乱れによって擬ギャップのエネルギーが全く変化しないことと関係があると思われ、B_<1g>偏光で観測されるギャップは、純粋なd波超伝導ギャップの最大値ではなく、擬ギャップの影響を強く受けたものであると解釈される。
このことは、ラマン散乱スペクトルと角度分解光電子分光スペクトルの比較研究からも明らかになりつつある。このように擬ギャップの影響を超伝導ギャップが受けるという現象は、二つのギャップが実空間上で共存していることを示唆するものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
擬ギャップの起源については、かなり明確な結論が出つつある。それに加えて、超伝導前駆現象を光学スペクトルで観測できたこと、またそのキャリアドープ依存性を調べられたことは、超伝導機構解明の道筋を示す成果となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度見出した超伝導前駆現象が、銅酸化物高温超伝導体の普遍的現象であるかどうかを確認するための実験を行う。また、擬ギャップと超伝導ギャップの相互干渉について明らかにすべく、ラマン散乱や角度分解光電子分光の解析を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度は、面内偏光の光学スペクトルにおいて、前駆現象の観測を試みる。無双晶化処理により単結晶の大きさが小さくなり、顕微分光が必要となることが予想される。平成25年度に共同研究先の分光器を譲渡してもらう予定であり、繰り越した予算はその移設費用にあてる。
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