高温超伝導体における擬ギャップとT_cでのボーズ凝縮的エントロピー異常

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12740191
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 桃野 直樹 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00261280)
• Keywords: 銅酸化物高温超伝導体 / 電子比熱 / 擬ギャップ / 超伝導転移 / λ転移

Research Abstract

典型的な高温超伝導体であるBi系やY系銅酸化物では、平均場の特性温度T_<co>付近からスピン励起や電子励起のスペクトルにギャップ様構造(擬ギャップ)が現われ、高温超伝導体に共通の特徴として注目されてきた。一方、やはり典型的な高温超伝導体の一つであるLa系銅酸化物では、T_<co>付近からの擬ギャップがミクロな実験からまだ報告されていない。擬ギャップが高温超伝導に共通の振る舞いかどうかを調べることは超伝導発現機構を明らかにする上で大変重要であり、本研究では電子比熱の測定からLa系の擬ギャップの有無に関して調べた。その結果、La系でもBi系と同様にT_<co>付近で擬ギャップの発達に伴う電子比熱異常が見つかり、擬ギャップはやはり高温超伝導に共通のものと考えられる。さらに、擬ギャップと超伝導に対する不純物効果を調べ、両者が密接に関連していることを示した。
ところで、擬ギャップと高温超伝導の発現に関して、様々なモデルがこれまでに提案されてきた。一つの有力なモデルとして、「擬ギャップ温度付近から、インコヒーレントな何らかのシングレットペアが形成されはじめ、T_cでそれらの運動がコヒーレントになり超伝導状態へ転移する」というものがある。本研究では、La系やBi系の超伝導発現に伴う電子比熱異常から上記のシナリオの検証を試みた。擬ギャップの発達がない高ホール濃度の試料では、電子比熱異常は従来のBCS理論の結果とよく一致するが、擬ギャップの発達が顕著な低ホール濃度の試料ではBCS理論の結果とは大きく異なり、むしろ(Heのボーズ凝縮で見られる)λ転移と類似の特徴を持つ。この結果は上記のシナリオとコンシステントであるが、今後さらに系統的にホール濃度を変化させて調べていく必要があると考えられる。これらの研究成果をNATO Advanced workshop(Yalta,Ukraine)で発表した。

Research Products

• [Publications] T.Matsuzaki: "Superocnducting gap and pseudogap behavior in high-Tc cuprates"J.Phys.and Chem.Solids. 62. 29-33 (2001)
• [Publications] R.M.Dipasupil: "Psueodgap in the tunneling spectra of slightly overdoped Bi2212"Physica C. 364. 604-607 (2001)
• [Publications] T.Nagata: "Pseudogap and superconductivity in La2-xSrxCuO4"Physica C. 364. 430-433 (2001)