トンネル顕微鏡による高温超伝導体の電子状態の研究

利用隧道显微镜研究高温超导体的电子态

• 批准号: 04240201
• 负责人: 野村 一成
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04240201/
• 关键词: トンネル顕微鏡; 高温超伝導; 電子対; 超伝導ギャップ; 磁場侵入長

低温用トンネル顕微鏡(STM)を用いて高温超伝導体の電子状態を調べるため、Bi_2Sr_2CaCu_2O_8の超伝導相でSTM分光測定を行った。また、STM測定を補うために、磁場侵入長の測定も行った。単結晶試料の劈開面で行ったトンネル微分コンダクタンスの測定において、超伝導ギャップパラメターが空間変化をしていることを見いだした。また、ギャップパラメターの温度変化はBCS理論にしたがうことが解った。その一方で、劈開面におけるトンネル微分コンダクタンスはトンネル探針の試料表面からの距離に依存して大きく変化することも見つかった。このことは、層状構造からなる結晶において超伝導を担う電子が主としてCu-O層に存在することから、劈開面での測定では表面に現れるBi-O層などの半導体的な層と真空とからなる複雑なトンネル障壁を通して電子トンネルが起こることに起因するものとして理解された。このようなトンネル障壁の構造に依存する効果を除去するため、直接Cu-O層が表面に出ている劈開面に垂直な側面において測定を行った。その結果、トンネル探針の距離に依存しない微分コンダクタンスを得ることにより、超伝導状態の電子状態密度を正しく求めることに成功した。得られた状態密度から、超伝導ギャップは相当の異方性を示すものの、フェルミ面全体で有限であることが解った。この有限の超伝導ギャップは、磁化測定による磁場侵入長の温度変化が熱活性型であることからも確認された。得られた超伝導ギャップの大きさは、この物質が強結合超伝導体であるを示している。これらの結果から、高温超伝導において電子対波動関数の対称性は等方的なs-波が主であるが、異方性を与えるd-波の寄与も相当に大きいことが解った。

The electronic states of superconducting conductors at high temperatures were modulated by STM at low temperatures, and the superconducting phase of Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 was determined by STM spectroscopy. Measurement of magnetic field intrusion The cleavage plane of the single crystal sample is divided into three parts: the first part is the measurement of the crystal surface, the second part is the measurement of the crystal surface, and the third part is the measurement of the crystal surface. The theory of temperature change in BCS The distance between the surface of the sample and the cleavage surface depends on the distance between the surface and the cleavage surface. For example, if the crystal structure is layered, the electron carrier layer is mainly formed in the Cu-O layer. If the crystal structure is layered, the electron carrier layer is mainly formed in the Cu-O layer. If the crystal structure is layered, the electron carrier layer is mainly formed in the Cu-O layer. The structure of the barrier depends on the removal of the Cu-O layer from the surface and the vertical separation of the Cu-O layer from the bottom. The result is that the distance between the probe and the electron is dependent on the differential electron density. The density of the resulting state is limited by the degree of anisotropy. The magnetic field intrudes and the temperature changes are confirmed by the magnetic field measurement. It is possible to see the strong combination of this material with the ultra-conductive material. The results of this study are as follows: high temperature superconductivity, electron contrast ratio, symmetry, isotropy, s-wave, isotropy, d-wave, isotropy, etc.

项目成果

K.Ichimura: "STM Study of The Electronic Density of States in The Superconducting Phase of Bi_2Sr_2CaCu_2O_8" Solid State Communications. 82. 171-175 (1992)

K.Ichimura：“Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 超导相电子态密度的 STM 研究”固态通信。