2004 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物高温超伝導体の電子構造と電子輸送現象〜角度分解光電子分光を用いた評価〜
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04J05722
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
近藤 猛 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員-DC2
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| Keywords | 酸化物高温超伝導体 / 角度分解光電子分光 / Bi2201 |
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| Research Abstract |
酸化物高温超伝導体はc軸方向の電気比抵抗(ρ_c)がa, b方向の電気比抵抗(ρ_<ab>)に比べて100〜1000倍大きく、異方的な電気伝導度を有する。また、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>(Bi2212)ではBiO-SrO層が絶縁体となりIntrinsic Josephson Junctionを形成することからSTS観測が可能となり、それを用いた電子構造の研究が行われている。これらのことから、一般的に酸化物高温超伝導体のキャリアはCuO_2面に閉込められ、2次元的に伝導すると考えられている。ところが、過剰ドープ領域におけるρ_cは、温度上昇に伴い増大する金属的な振る舞いを示す。このρ_cの温度依存性は、過剰ドープ領域における酸化物高温超伝導体の電子構造がz方向にも分散を有することを示唆している。
本研究では、酸化物高温超伝導体(Bi, Pb)_2Sr_2CuO_<6+δ>(Bi2201)における3次元的電子構造のホール濃度依存性について、放射光を励起光とした角度分解光電子分光測定により詳細に調べた。T>2Kで超伝導転移を示さない過剰ドープ試料では約10meVのε-k_z分散が観測された。このε-k_z分散はホール濃度の減少と共に小さくなり、超伝導転移温度(T_c)が7Kの過剰ドープ試料では約5meVが観測され、またT_c=21Kの過剰ドープ試料ではε-k_z分散は観測されなかった。これは、Bi2201の3次元的な電子構造がホール濃度の減少により2次元的な電子構造に変化したことを示し、ρ_c/ρ_<ab>がホール濃度の減少と共に増大する実験事実を説明する。
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