2008 Fiscal Year Annual Research Report
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20244060
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
花栗 哲郎 The Institute of Physical and Chemical Research, 高木磁性研究室, 専任研究員 (40251326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幸坂 祐生 独立行政法人理化学研究所, 高木磁性研究室, 基礎科学特別研究員 (80455344)
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| Keywords | STM / 高温超伝導 / 超伝導ギャップ / ドーピング / 磁場効果 |
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| Research Abstract |
本年度は、実験に用いるSTMの拡充と、既設STMを用いた研究を行った。
STMの拡充に関しては、開発中の強磁場低温超高真空STMの性能を最大限引き出すために、防音電磁シールドルームの設置を行った。これによって、既設STMシステムと同レベルの高安定度高精度測定に必要な構成要素は全て整ったので、現在、システムの組み上げ作業を行っている。
既設STMを用いた研究では、電子状態のドーピング、磁場依存性の研究を行った。ドーピング依存性に関しては、Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2を試料として、Mott絶縁体がドーピングによって金属(超伝導)化する過程を分光イメージングによって調べた。その結果、ドープされたホールは、結晶格子の並進回転対称性を破る擬ギャップ状態を局所的に誘起し、この領域がドーピングとともに拡大することを明らかにした。一方、超伝導発現組成を挟んでトンネルスペクトルには質的な変化は観測されなかった。現在定量的な解析を進めている。
磁場依存性に関しては、Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2の準粒子干渉効果の観察から、超伝導ギャップに対する磁場の効果を明らかにした。その結果、磁場によってノード近傍の超伝導ギャップが抑制され、Fermiエネルギーにおける状態密度が上昇することを見出した。状態密度の磁場依存性は、量子化磁束周囲を流れる超伝導電流によるスペクトルのシフトに起因するVolovik効果で良く説明できる。また、磁束は準粒子散乱体として働き、コヒーレンス因子を通して、準粒子干渉パターンに超伝導ギャップの符号に依存した効果をもたらすことが分かった。この効果は、複雑な超伝導ギャップ構造を解明する新しい手法になりうる。
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