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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们测量了基于BI的高温超导体单晶的C轴I层间隧穿的性能，目的是实验阐明伪胶的掺杂量的依赖性，这对于理解高温铜氧化物氧化铜超导能力很重要。解释是混乱的，尤其是伪PSEUDOGAP是否在最佳剂量（量子临界点）附近消失并成为过度范围的正常超导体。关于这个超级导向的地区的超导性已经获得了新的知识。我们已经成功制造了高质量的单晶，其过渡温度为60K（孔浓度：0.225），并使用来自国家高磁场研究所（NHMFL）的60个特斯拉脉冲磁场来阐明在低温和高磁场下C轴隧道电阻的行为。从C轴隧道电阻中，1）具有电阻的磁场，2）具有峰值电阻的磁场，以及3）具有伪合成的磁场完全消失了，并确定了温度变化。 2）中的峰值磁场可被视为超导性消失的上部临界场的下限，但是发现在低温极限，峰值磁场和pseudoGap关闭的磁场几乎与大约70特斯拉相同的方式收敛。相比之下，电阻出现的磁场即使在低温限制下也约为30特斯拉，并且已经发现在非常大的磁场范围内存在缝隙，而有限的电阻。与普通二维超导体中量子波动的理论预测相比，该结果异常大。如上所述，即使在超过的地区，高温超导性的异常仍然存在，并且得出结论，如果伪差距控制整个超导区域，则更容易理解实验结果。我们认为，该结果对于理解高温超导性很重要。