2003 Fiscal Year Annual Research Report
超高分解能光電子分光装置の建設と高温超伝導体準粒子の研究
Project/Area Number |
03J07340
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
松井 浩明 東北大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 高温超伝導体 / 角度分解光電子分光 / 準粒子 |
Research Abstract |
本年度は、新型超高分解能・極低温光電子分光装置の建設・改良を中心に研究を進めた。具体的な作業内容は、以下の通りである。 1.高分解能化のために、電源系の高精度化、電圧制御系の最適化、測定槽における地磁気の遮蔽を行った。その結果、最高エネルギー分解能として1.7meVを達成した。 2.極低温化のために、熱輻射シールド、クライオスタット、試料基盤の設計、制作を行い、最低測定温度5Kを達成した。 上記の作業と並行して、Bi系高温超伝導体Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_<2n+4>(n=1-3)における準粒子の起源を明らかにするための角度分解光電子分光実験を行った。具体的には、電子の多体相互作用によるバンド分散の折れ曲がり構造(kink構造)について、その運動量、温度、CuO_2層数依存性を系統的に測定した。以下にその結果を示す。 i)運動量依存性 単位胞中に複数のCuO_2層を有する系(n=2,3)では、超伝導状態において、ブリルアンゾーン中の(π,0)点近傍においてkinkが最も強く観測される。一方常伝導状態においては、kinkは明確な運動量依存性を示さない。 ii)温度依存性 複層系における(π,0)点近傍の強いkinkは、T_cより高温では観測されない。また(π/2,π/2)近傍の運動量領域では、kinkの温度変化がほとんど観測されない。 iii)CuO_2層数依存性 kink構造の運動量・温度依存性は複層系のみにおいて観測され、単層系のBi_2Sr_2CuO_6では観測されない。 以上の結果を基に、Bi系高温超伝導体におけるkink構造、すなわち準粒子の起源が、中性子散乱によって観測されている磁気共鳴モードであると結論した。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] H.Matsui: "BCS-like Bogoliubov quasiparticles in high-T_c superconductors observed by angle-resolved photoemission spectroscopy"Physical Review Letters. 90. 217002 (2003)
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[Publications] H.Matsui: "Systematics of electronic structure and interactions in Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_<2n+4> (n=1-3) by angle-resolved photoemission spectroscopy"Physical Review B. 67. 060501(R) (2003)
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[Publications] H.Matsui: "Low Energy Excitation in Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_<2n+4> (n=1-3) Studied by High-Resolution ARPES"International Journal of Modern Physics B. 17. 3554 (2003)