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走査型トンネル顕微鏡による123系銅酸化物の超伝導と電子状態の研究

扫描隧道显微镜研究123系铜酸盐的超导性和电子态

基本信息

批准号：
14038206
负责人：
小林典男
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku 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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、低温強磁場中で動作する走査型トンネル顕微鏡を用いて酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_y(YBCO)単結晶の局所電子状態を観察し、超伝導状態及び常伝導状態における電子系の特徴を微視的な立場から明らかにすることである。我々は、本研究において2つの立場から研究を行った。一方は、不純物を添加したYBCOの電子構造を原子スケールで明らかにすることである。これに関しては、Znを添加した試料において、BaO面上でBaOの原子像と1次元の電荷密度の変調を観測した。これは、BaO面の直下にあるCuO_2面の電子状態を反映した現象で、Znを含まない試料では今まで観測されたことのない現象である。すなわち、Zn添加によって誘起された電荷の不均一性であり、超伝導性との関連が興味深い。このような電子状態の不均一性はBi_2Sr_2CaCu_2O_8においてよく知られているが、YBCOでは初めての観測である。もう一方は磁場中における準粒子の電子状態を観測し渦糸像を求めることである。化学研磨された試料表面で、数100nmの領域にわたってトンネル分光像を観察することに成功し、その2次元マップから渦糸像を明確に示すことが出来た。また、この渦糸象の温度・磁場依存性を明らかにした。さらに、渦糸像からフーリエ変換によって逆格子像を求めた。その結果、1Tでは渦糸像は歪んだ6回対称性を持つ3角格子を形成し、この構造は80Kまで観測されることを明らかにした。一方、3Tでは、4.5Kから40Kまでこの対称性が消え、不規則な渦糸配置をとること、60Kで再び6回対称性が現れることを明らかにした。これらの結果は、巨視的測定から得られた渦糸相図と一致している。

In this paper, we investigate the electron state, superconductivity state and normal conductivity state of YBa_2Cu_3O_y(YBCO) single crystal by Weishi app. I am not, this research is not 2 of the position of research is not. A square impurity is added to the electronic structure of YBCO. The atomic image of BaO and the change of charge density in the first dimension were measured by adding Zn to the sample. The electronic state of CuO_2 surface is reflected directly under BaO surface, and the electronic state of CuO_2 surface is reflected directly under BaO surface. The relationship between the charge heterogeneity induced by Zn addition and the conductivity is of great interest. The heterogeneity of electron state is Bi_2Sr_2CaCu_2O_8, YBCO and YBCO. The electronic state of quasi-particles in a magnetic field is measured by the vortex image. Chemical polishing of the sample surface, a few 100nm area of light spectrum image detection, successfully, two dimensional vortex image to clearly show that The temperature and magnetic field dependence of the vortex image is clearly demonstrated.さらに、涡纟像からフーリエ変换によって逆格子像を求めた。As a result, the vortex image at 1T is distorted and 6 symmetric, and the triangular lattice is formed. The structure is measured at 80K. A square, 3T, 4.5K, 40K, 60K. The results are consistent with the measurements of macrovision.