2014 Fiscal Year Annual Research Report
角度分解光電子分光による電子ドープ系銅酸化物高温超伝導体の研究
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14J09200
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
堀尾 眞史 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 銅酸化物高温超伝導体 / 光電子分光 / 分子線エピタキシー(MBE)法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銅酸化物高温超伝導体は、母物質である反強磁性絶縁体にホールまたは電子をドープすることで高温超伝導が発現すると考えられてきたが、近年、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の薄膜試料では母物質でも超伝導が発現することが報告された。試料合成後に不純物酸素を取り除く目的で行われるアニールの手法を改良することによって、母物質の薄膜試料で超伝導が得られるようになったほか、体積の大きな単結晶試料でも非常に小さな電子ドープ量で超伝導が発現するようになるということが報告されている。
今年度は、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体Pr1.3-xLa0.7CexCuO4(x=0.10)の単結晶についてARPES測定を行い、得られたスペクトルから電子の散乱確率を求めた。モデルを設定して散乱確率の数値計算を行い、それを実験結果と比較することで、十分にアニールされた試料では反強磁性相関が強く抑制されていることを明らかにした(M. Horio et al., arXiv: 1502.03395)。
また、2014年9月から半年間NTT物性科学基礎研究所に滞在し、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の母物質Pr2CuO4の薄膜試料の合成を行った。様々な基板上での成長を系統的に行った結果、GdScO3基板上ではPr2CuO4が高温でも安定して成長することを見出した。さらに、高温かつ低酸素分圧下でGdScO3基板上に薄膜成長を行うことで成長時に試料に入る不純物酸素量を低減させた結果、アニールを経ずに超伝導を発現する母物質Pr2CuO4を得ることに成功し、超伝導が電子ドープには依らないことを示唆する結果が得られた(Y. Krockenberger, M. Horio et al., accepted to Applied Physics Express)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
電子ドープ系超伝導体の角度分解光電子分光のデータの詳細な解析を数値計算と比較することで、物質中の反強磁性相関の定量的な評価に成功した。主張を数値計算によって補強し、目標としていた論文投稿を果たすことができた。
また、薄膜試料の合成技術を習得できたことも研究計画における大きな進展である。既にに新しいノンドープ超伝導体の薄膜試料作製に成功して論文を投稿することができており、研究は当初の計画通り順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の単結晶試料については、より低電子ドープ量の試料を系統的に光電子分光で測定して電子状態の変化を調べる。
薄膜試料については、自分で合成した母物質超伝導試料の光電子分光測定を行い、超伝導状態にある母物質の電子状態を明らかにする。
以上の単結晶試料、薄膜試料についての測定を総合し、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の高温超伝導の性質を明らかにする。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Suppression of the antiferromagnetic pseudogap in the electron-doped high-temperature superconductor by “protect annealing”2015
Author(s)
M. Horio, T. Adachi, Y. Mori, A. Takahashi, T. Yoshida, H. Suzuki, L. C. C. Ambolode Ⅱ, K. Okazaki, K. Ono, H. Kumigashira, H. Anzai, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, D. Ootsuki, K. Sawada, M. Takahashi, T. Mizokawa, Y. Koike, and A. Fujimori
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Journal Title
arXiv
Volume: 1502.03395
Pages: 1-23
Open Access
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[Journal Article] Spectromicroscopy of electronic phase separation in KxFe2-ySe2 superconductor2014
Author(s)
M. Bendele, A. Barinov, B. Joseph, D. Innocenti, A. Iadecola, A. Bianconi, H. Takeya, Y. Mizuguchi, Y. Takano, T. Noji, T. Hatakeda, Y. Koike, M. Horio, A. Fujimori, D. Ootsuki, T. Mizokawa, and N. L. Saini
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 4
Pages: 1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 強磁性と超伝導が共存するSr2VFeAsO3-dのARPESと内殻分光Ⅱ2015
Author(s)
M. Horio, T. Katagiri, H. Namiki, K. Okazaki, H. Suzuki, J. Xu, K. Koshiishi, K. Ishigami, G. Shibata, Y. Takahashi, S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ono, K. Horiba, M. Kobayashi, M. Minohara, E. Sakai, T. Koide, H. Kumigashira, T. Sasagawa, and A. Fujimori
Organizer
日本物理学会第70回年次大会
Place of Presentation
早稲田大学
Year and Date
2015-03-21 – 2015-03-21
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[Presentation] プロテクト・アニール”による電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の反強磁性擬ギャップの抑制2015
Author(s)
M. Horio, T. Adachi, Y. Mori, A. Takahashi, T. Yoshida, H. Suzuki, L. C. C. Ambolode Ⅱ, K. Okazaki, K. Ono, H. Kumigashira, H. Anzai, M. Arita, H. Namatame, M. Taniguchi, D. Ootsuki, K. Sawada, M. Takahashi, T. Mizokawa, Y. Koike, and A. Fujimori
Organizer
ISSPワークショップ「SPring-8 BL07LSUの現状と新たな高原に向けた取り組み」
Place of Presentation
東京大学物性研究所
Year and Date
2015-03-05 – 2015-03-05
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[Presentation] ARPES and core-level spectroscopies of the coexistence of ferromagnetism and superconductivity in Sr2VFeAsO3-d2014
Author(s)
M. Horio, T. Katagiri, H. Namiki, K. Okazaki, H. Suzuki, J. Xu, K. Koshiishi, K. Ishigami, G. Shibata, Y. Takahashi, S. Sakamoto, Y. Nonaka, K. Ono, K. Horiba, M. Kobayashi, M. Minohara, E. Sakai, T. Koide, H. Kumigashira, T. Sasagawa, and A. Fujimori
Organizer
International school: Multi-condensates superconductivity 2014
Place of Presentation
Erice, Italy
Year and Date
2014-07-19 – 2014-07-25
