| 研究課題/領域番号 |
24740234
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
田中 清尚 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 招へい研究員 (60511003)
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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 | 国際情報交換 |
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| 研究概要 |
本研究で用いるテラヘルツ時間領域分光に関して、当初は今年度にテラヘルツ波の発生と検出に用いる光伝導アンテナを購入する予定であったが、唯一の生産販売会社であった浜松ホトニクスが生産販売を中止してしまったため、2年目に予定していたエンコーダ付きの高精度の遅延光学ステージを先に購入した。エンコーダによって遅延光学ステージの正確な動作が保障されたばかりでなく、ステップ幅をより小さくすることが可能となったことによりテラヘルツ時間領域分光測定の測定精度が大きく向上した。また高温超伝導体La2-x-yNdySrxCuO4（x=0.125, 0.16, y=0～0.6）の単結晶の育成に成功し、電気輸送特性、磁化率測定を行い、試料の評価をすることで電子相図を明らかにした。
育成したLa2-x-yNdySrxCuO4のテラヘルツ時間領域分光実験を行うことでストライプ秩序が発達している試料でも非常に低エネルギーにジョセフソンプラズマエッジが存在することを世界で初めて明らかにし、論文にまとめて発表した。この結果は、これまでストライプ秩序の発達しているLa2-x-yNdySrxCuO4ではジョセフソンプラズマエッジが消失すると報告されていたが、従来の赤外分光測定では低エネルギー領域を観察できなかったためであったことを示している。より低エネルギーの情報を得られるテラヘルツ時間領域分光は非常に強力な実験手法であるといえる。また他のストライプ秩序を有する高温超伝導体La2-xBaxCuO4を米国ブルックヘブン国立研究所のG.D. Gu氏から提供していただきテラヘルツ時間領域分光を行った。今後より詳細な解析が必要であるが、x=0.115の試料ではジョセフソンプラズマエッジが観測されるものの超流動密度が著しく抑制されていることを示す結果となっており日本物理学会第68回年次大会で発表した。
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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
テラヘルツ時間領域分光に関しては、光伝導アンテナを購入できなくなるという想定外の問題があったが、2年目の予定を繰り上げることにより全体としての計画は予定通り進んでいる。またこの1年の間に海外で光伝導アンテナの販売を開始した企業があり、性能の確認が必要ではあるが、来年度以降は購入することが可能となった。そのため今後も計画どおり研究を進める目途が立っている。
高温超伝導体La2-x-yNdySrxCuO4（x=0.125, 0.16, y=0～0.6）の単結晶の育成、試料評価は計画通り進みテラヘルツ時間領域分光を測定することができた。また比較のために、他のストライプ秩序を有する高温超伝導体La2-xBaxCuO4を米国ブルックヘブン国立研究所のG.D. Gu氏から提供していただきテラヘルツ時間領域分光を測定した。今後詳細な解析を行うことで両者の比較を行う必要がある。
また予定していたARPES測定はビームタイムが取得できなかったが、代わりにSpring8での回折実験のビームタイムを取得することができた。来年度に実験を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初初年度に購入予定であった光伝導アンテナは、海外のいくつかの企業が生産販売を開始したので、いくつかのアンテナを購入し評価を行う。性能を確認した上で十分使用に耐えると判断した場合は必要な量のアンテナを購入する。また本研究で用いる反射型のテラヘルツ時間領域分光実験では実験中の試料位置をマイクロメータのオーダーで特定する必要があるが、これまで精度の良い変位計はその焦点距離が短いことが問題となっていた。最近比較的焦点距離が長く精度もある変位計が販売されていることから、レーザー変位計を購入し、レーザー変位計のレーザーを試料に直接当てることで試料位置の直接観測に挑戦する。成功すれば世界で初めて反射型のテラヘルツ時間領域分光で反射率の位相成分を直接導出したことになり、テラヘルツ時間領域分光のブレイクスルーとなる可能性がある。
実験としては、La2-x-yNdySrxCuO4とLa2-xBaxCuO4の詳細な比較を行うと同時に、La2-xBaxCuO4のホール濃度依存性から2次元超伝導の詳細を明らかにする予定である。またSpring8で回折実験を行いスピン秩序の詳細を明らかにする。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
テラヘルツ時間領域分光装置に関しては、光伝導アンテナをいくつか購入し性能を確認した上で必要数購入する必要がある。また試料位置の直接観測をするためにレーザー変位計一式を購入する。さらにテラヘルツ時間領域分光実験ではテラヘルツ波が水に吸収されやすいため、テラヘルツ導波部を乾燥空気で満たす必要があり、乾燥空気ガスの購入が必要である。
引き続きLa2-x-yNdySrxCuO4の試料育成、評価を続けるために試薬、調整ガスを購入する。
またSpring8での実験や学会等での成果発表のために旅費が必要である。
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