組成と層間キャリア濃度差の精密制御による100K級銅酸化物超伝導体のTc向上

通过精确控制成分和层间载流子浓度差提高100K级氧化铜超导体的Tc

• 批准号: 17038023
• 负责人: 伊豫 彰
• 金额: $ 3.26万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17038023/
• 关键词: 高温超伝導; 多層型銅酸化物超伝導体; 高圧合成法; フローティングゾーン法; 新超伝導体探索; 酸化物単結晶育成

銅酸化物超伝導体におけるブロック層の「乱れ」の効果とCuO2層の枚数が超伝導特性に与える影響を調べてTcの向上指針を探ると共に、CuO2面を4枚有する頂点フッ素系単結晶について光電子分光測定を行い、下記の結果を得た。1.ブロック層の乱れによる不均一局所的格子歪みの大きさを制御したBi2Sr2-xLnxCuO6+δ(Ln=La,Gd等)においてSTM/STS測定を行った。その結果、いずれの系にもナノメートルスケールのギャップ不均一性が存在するものの、特に局所的格子歪みの大きいLn=Gdでは不均一性が大きく(D>50meV)かつV型の構造を有する、いわゆる擬ギャップ型の特徴を示す領域が顕著だった。擬ギャップ領域の増大は、Bi2212の不足ドープ領域においても観測されており、CuO2面外の化学的不均一性が擬ギャップ領域の増大(=超伝導領域の減少)に起因するものであることを示している。2.CuO2面の多層効果ブロック層の乱れはTcに破壊的効果を与えるが、多層型ではブロック層から離れている内側のCuO2面(IP)は乱れの影響を受けにくいため、IPへの最適なキャリアドープ実現により、より高いTcが期待できる。Hg系およびF系多層型超伝導体のTcとCuO2面の枚数(n)との関係を調べた結果、n=3においてTcの最大値を有し、n=5以上ではそのTcはほぼ一定となった。これは、多層系では、ドープされたキャリアがほぼ外側のCuO2面(OP)に偏在し、IPへのキャリアドープが有効に行われなかったことを示唆している。3.セルフドーピングの可能性ブロック層を乱さず、かつ、IP、OP共にキャリアがドープされた状況が実現していることを示唆する結果が、n=4のF系単結晶の光電子分光によって得られた。IP、OPに対応する2本のバンドが観測されており、かつその面積から各々のバンドにドープされたキャリア数を見積もると、正孔0.2(Band P)、電子0.2(Band N)となる。このことは、本系ではIPからOPへ(あるいはOPからIPへ)電子が移動し、それぞれ正孔、電子がドープされた状態となり、Tc=55Kの超伝導が実現したことを示している。

The results of CuO2-layer superconductivity and the influence of CuO2-layer number on the superconductivity of CuO2-layer are as follows: CuO 2-layer superconductivity and CuO2-layer superconductivity are as follows: 1. Bi2Sr2-xLnxCuO6+δ(Ln=La,Gd, etc.) was determined by STM/STS. The results show that the heterogeneity of the system exists, and the lattice deviation of the special office is large. Ln=Gd, the heterogeneity of the system exists, and the characteristics of the V-type structure are large (D>50meV). The increase of pseudo-conductivity domain is due to the chemical heterogeneity of CuO2 out-of-plane, which is caused by the increase of pseudo-conductivity domain (= decrease of superconductivity domain). 2. CuO2 surface multilayer effect, multilayer effect. The relationship between Tc and CuO number (n) in Hg-based and F-based multilayer superconductors is adjusted. The maximum value of Tc is determined when n=3, and the maximum value of Tc is determined when n=5. This is a multi-layer system, and the two sides of CuO (OP) are located on the outside. 3. The photoelectron spectroscopy of F series single crystals with n=4 was obtained. IP, OP, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11, 12, 10, 1 This system is IP, OP, IP. Electrons move, Tc = 55 K, electrons move, Tc=55K, and Tc=55K.

项目成果

Influence of the quasiparticle lifetime effect on local tunneling spectra of high-T-C superconductors

准粒子寿命效应对高温超导体局域隧道谱的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS 445
• 作者: S.Kashiwaya;A.Sugimoto;H.Eisaki;T.Matsumoto;H.Kashiwya;Y.Tanaka
• 通讯作者: Y.Tanaka

Interplay of electron-lattice interactions and superconductivity in Bi2Sr2CaCu208+delta

Bi2Sr2CaCu2O8 δ 中电子-晶格相互作用与超导性的相互作用

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nature 442 (7102)
• 作者: J.Lee;K.Fujita;Y.Aiura;H.Bando;M.Ishikado;T.Masui;H.Eisaki;S.Uchida;J.C.Davis et al.
• 通讯作者: J.C.Davis et al.

Anomalous Fermi-surface dependent pairing in a self-doped high-Tc superconductor.

• DOI: 10.1103/physrevlett.97.236401
• 发表时间: 2006-11
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: Yulin Chen;A. Iyo;Wanli Yang;Xingjiang Zhou;D. Lu;H. Eisaki;T. Devereaux;Z. Hussain;Z. Shen

Synthesis and physical properties of multilayered cuprates

多层铜酸盐的合成及物理性能

• 发表时间: 2006
• 期刊: PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS 445
• 作者: A.Iyo;Y.Tanaka;Y.Kodama;H.Kito;K.Tokiwa;T.Watanabe
• 通讯作者: T.Watanabe

「バルク単結晶の最新技術と応用開発」第8章 酸化物超伝導単結晶

《大块单晶最新技术及应用发展》第八章氧化物超导单晶

• 发表时间: 2005
• 作者: 永崎洋;綿打敏司
• 通讯作者: 綿打敏司