走査型トンネル分光による銅酸化物高温超伝導体の電子対形成機構の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640395
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小田 研 北海道大学, 理学部, 助教授 (70204211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊土 政幸 北海道大学, 理学部, 教授 (90111145)
• Keywords: 銅酸化物高温超伝導体 / 走査型トンネル顕微鏡 / 走査型トンネル分光 / 電子対の対称性 / 銅一酸素面の原子像

Research Abstract

銅酸化物高温超伝導体の電子対形成機構を明らかにする上で、現在、電子対の対称性を調べることが急務となっている。申請者らは、銅酸化物高温超伝導体における電子対の対称性に関する知見を得ることを目的として、極低温用走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてビスマス系銅酸化物高温超伝導体のトンネル分光(STS)を液体ヘリウム温度で行った。
購入されたターボ分子ポンプによりSTM/STSの実験に不可欠な清浄な試料表面が得られるようになり、以下のような成果が得られた。ビスマス系銅酸化物高温超伝導体の試料表面に存在するBi-O面の半導体ギャップよりも大きなバイアス電圧でSTM観察を行うことによってBi-O面の原子像が観測され、一方、小さなバイアス電圧ではBi-O面の内側に存在するCu-O面の原子像が観測された。低温で銅酸化物高温超伝導体の原子像が観測された例は非常に少なく、本研究はその数少ない成功例の一つである。しかも、超伝導の発現に本質的なCu-O面の原子像を観測したのは世界的に見ても申請者らが最初と思われる。さらに、Cu-O面の特定の原子サイトにおけるSTSを超伝導を示す低温で行うことにより、銅酸化物高温超伝導体の電子対の対称性がd波的である可能性で示唆する結果が得られた。この結果は銅酸化物高温超伝導体における電子対の形成機構を解明する上での重要な手掛かりとなる。

Research Products

• [Publications] M.Ido: "Pressure effect on superconductivity and structural phase transition in La_<2-X> Sr_X Cu O_4" Physica B. (in press).
• [Publications] T.Nakano: "Magnetic properties and electronic conduction of super conducting La_<2-X> Sr_X Cu O_4" Physical Review B. (in press).