銅酸化物高温超伝導体の量子揺らぎに関する研究

铜酸盐高温超导体量子涨落研究

• 批准号: 14038229
• 负责人: 芝内 孝禎
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14038229/
• 关键词: 高温超伝導; 擬ギャップ; 層間トンネル抵抗; 量子揺らぎ; 上部臨界磁場; 量子臨界点; 過剰ドープ

本研究では銅酸化物高温超伝導の理解に重要である、擬ギヤップのドープ量依存性について実験的に明らかにする目的で、Bi系高温超伝導体単結晶のc軸層間トンネル特性の測定を行った。特に擬ギャップが最適ドープ近辺(量子臨界点)で消失して過剰ドープ領域では通常の超伝導体となっているかどうか、解釈が混沌としている。この過剰ドープ領域の超伝導について新しい知見を得るに至った。転移温度が60K(ホール濃度0.225)の良質な単結晶の作製に成功し、米国立高磁場研(NHMFL)の60テスラパルス磁場を用いて低温・高磁場でのc軸トンネル抵抗の振る舞いを明らかにした。c軸トンネル抵抗から、1)抵抗が出現する磁場、2)抵抗がピークを持つ磁場、3)擬ギャップが完全に消失する磁場をそれぞれ決定し、その温度変化を求めた。2)のピーク磁場については、超伝導が消失する上部臨界磁場の下限と考えることができるが、低温極限ではこのピーク磁場と擬ギャップが閉じる磁場がおよそ70テスラにほぼ一致して収束することがわかった。それに対し、抵抗が出現する磁場は低温極限でも30テスラ程度であり、非常に大きな磁場範囲において、ギャップが存在しつつ有限抵抗があるということが明らかになった。この結果は、通常の2次元超伝導体における量子揺らぎの理論的な予測から比ベ、非常に大きいという異常なものである。このように過剰ドープ領域においても、高温超伝導の異常性はかなり残っており、むしろ擬ギャップが超伝導領域全般を支配していると考えた方が実験結果を理解しやすいという結論が得られた。この結果は高温超伝導の理解に重要なものであると考えている。

This study で acidification は copper content high temperature super 伝 guide の understand important で に あ る, quasi ギ ヤ ッ プ の ド ー プ quantity dependency に つ い て be 験 に Ming ら か に す る purpose で, Bi crystallization of high temperature and ultra 伝 conductor 単 の c axis interlayer ト ン ネ ル の determined を line っ た. Special に quasi ギ ャ ッ プ が optimum ド ー プ nearly 辺 disappear (quantum critical point) で し て through turning ド ー プ field で は usually の super 伝 conductor と な っ て い る か ど う か, solution 釈 が chaos と し て い る. <s:1> <s:1> has passed through the ド プ プ プ プ fields of プ, and has led <s:1>, に, に, て, て, and gained を to った. Planning to move the temperature が 60 k (ホ ー ル concentration 0.225) の good quality な 単 に し success, the crystallization の cropping the national high magnetic field research (NHMFL) の 60 テ ス ラ パ ル を ス magnetic field with い て low temperature, high magnetic field で の c axis ト ン ネ ル vibration resistance の る dance い を Ming ら か に し た. C axis ト ン ネ ル resistance か ら appear, 1) resistance が す る magnetic field, 2) resistance が ピ ー ク を つ magnetic field, 3) proposed ギ ャ ッ プ が に disappear completely す る magnetic を そ れ ぞ れ decided し, そ の patches.by temperature variations を め た. 2) の ピ ー ク magnetic に つ い て は disappear, super 伝 が す る upper critical magnetic field の floor と exam え る こ と が で き る が, the low temperature limit で は こ の ピ ー ク magnetic と quasi ギ ャ ッ プ が closed じ る magnetic が お よ そ 70 テ ス ラ に ほ ぼ consistent し て 収 beam す る こ と が わ か っ た. そ れ に し seaborne, resist が す る magnetic は low temperature limit で も 30 テ ス ラ degree で あ り, very big に き な magnetic field fan 囲 に お い て, ギ ャ ッ プ が exist し つ つ limited resistance が あ る と い う こ と が Ming ら か に な っ た. は こ の results, usually の 2 dimensional 伝 conductor に お け る quantum 揺 ら ぎ な の theory to measure か ら than ベ, very に き い と い う abnormal な も の で あ る. こ の よ う に before turning ド ー プ field に お い て も, abnormal high temperature and ultra 伝 guide の は か な り residual っ て お り, む し ろ quasi ギ ャ ッ プ が super 伝 guide field all を dominate し て い る と exam え た party が be 験 results を understand し や す い と い う conclusion が must ら れ た. The <s:1> <s:1> result of high-temperature super伝 is important for understanding に, な, <s:1>, であると and えて, る, る.

项目成果

H.Yamada et al.: "Superconducting gap and pseudogap in Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ> by short-pulse interlayer tunneling spectroscopy"Physica C. (発表予定).

H. Yamada 等人：“通过短脉冲层间隧道光谱分析 Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_<10+δ> 中的超导能隙和赝能隙”Physica C.（待出版）。

K.Anagawa et al.: "Temperature and field dependence of the gap structure in superconducting gap and pseudogap in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> studied by short-pulse interlayer tunneling spectroscopy"Physica C. (発表予定).

K. Anakawa 等人：“通过短脉冲层间隧道光谱研究 Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> 中超导能隙和赝能隙中的能隙结构的温度和场依赖性”Physica C.（待提交）。

T.Shibauchi et al.: "Unconventionally large quantum-dissipative gap regime in overdoped Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>"Phys. Rev. B. 67・6. 064514 (2003)

T. Shibauchi 等人：“过掺杂 Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> 中非常规大的量子耗散态带隙”Phys Rev. B. 064514 (2003)。

L.Krusin-Elbaum et al.: "Pseudogap state of overdoped Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y>"Physica C. 387・1-2. 169-174 (2003)

L. Krusin-Elbaum 等：“过掺杂 Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> 的赝能隙态”Physica C. 387・1-2 (2003)。

T.Shibauchi et al.: "Microwave-induced zero-current crossings in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> intrinsic Josephson junctions"Physica C. (発表予定).

T. Shibauchi 等人：“Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> 本征约瑟夫森结中微波感应的零电流交叉”Physica C.（待提交）。