光電子分光法による高温超伝導発現機構の解明

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角度分解光電子分光、軟X線吸収分光法および走査トンネル分光法を用いて、世界に先駆けて、以下に記す高温超伝導発現機構に直接結びつく電子構造についての知見を得た。1.角度分解光電子分光により我々が世界で初めて見出したフェルシ準位を横切るバンドの存在を、より高品質の試料を用い、さらにより高い信号-ノイズ比の実験で確認した。この事により、高温超伝導体におけるフェルミ液体状態の存在は確立した。2.逆光電子分光実験により、フェルミ準位上に有限の非占有電子状態が存在する事を見出した。この実験結果は、上記(1)の結果を支持して、高温超伝導体にフェルミ液体状態が存在する事を、非占有電子構造の立場から示すものである。3.ホ-ルのド-プ量を変化させた試料についての酸素のK吸収スペクトルの測定より、ド-プされたホ-ルは主に酸素の2P軌道に入る事が明らかとなった。4.単結晶試料についての偏極軟X線吸収実験より、フェルミ準位上の酸素の2P軌道は面内の対称性、つまりx-y対称性を持つ事を見出した。5.単結晶試料を用いた走査トンネル分光実験より、フェルミ準位上の酸素の2P軌道は結晶内のBi0面内では無くCuO_2面内に存在している事を見出した。6.電子ド-プ型高温超伝導体についての軟X線吸収分光実験より、この系においては、ドイツのカ-ルスル-エの研究グル-プが主張しているような酸素の2P空準位はフェルミ準位上に存在している事を見出した。