走査型トンネル顕微鏡による電荷密度波の並進運動の観測

点击翻译按钮获取中文摘要

本発明の目的は、低温用走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて擬一次元導体における電荷密度波(CDW)相の電子構造を明らかにすること、及び電荷密度波の並進運動を試料表面において直接観測することである。今年度は、STMを用いた電子トンネル分光測定を重点的に行い電荷密度波相での電子構造の詳細を明らかにすることをめざした。電解法で作成したK_<0.3>MoO_3(ブルーブロンズ)単結晶試料を用い、劈開面においてSTM測定を行った。トンネル電流の検出にロックインアンプに加えその前段に同調型アンプを用いることにより、ノイズは大幅に低減した。室温ではゼロバイアス付近のトンネル微分コンダクタンスは有限であり、金属相であることが示唆される。しかしながら、コンダクタンスカーブは通常の金属のように平坦ではなく、ゼロバイアスにくぼみを持つ構造が見られた。CDW転移温度(180K)以下の77Kでは、コンダクタンスはゼロバイアス付近でほとんどゼロにまで減少した。コンダクタンスカーブの形状はギャップ端のはっきりしないV字型をしており、従来金属の超伝導相で見られるようなBCS状態密度とは大きく異なっている。これは一次元系で揺らぎが大きいことに起因すると考えられる。今後はNbSe_3など他の擬一次元導体においてもSTM分光測定を行い、電子状態密度の形状と一次元性との関連について考察していきたい。また、コンダクタンスに見られるV字型のバックグラウンドは高温超伝導酸化物においてしばしば観測されてきた。高温超伝導酸化物とブルーブロンズは同様に層状構造をとることから、V字型コンダクタンスとの関連性が示唆される。層状構造をとるTaS_2などにおいても測定を行い、V字型コンダクタンスと結晶構造との関連も明らかにしていきたい。