極低温高磁場走査トンネル分光顕微鏡法による異方的超伝導体の研究

利用低温高场扫描隧道光谱研究各向异性超导体

• 批准号: 02J06460
• 负责人: 松葉 健
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J06460/
• 关键词: 高温超伝導体; 渦糸; STM; STS; 高温超伝導; Bi_2Sr_2CaCu_2O_x; 混合状態; 渦糸電子状態; Bi_2Sr_2CaCu_O_X

本年度は、極低温高磁場走査トンネル顕微鏡(LTHM-STM)を製作し、本装置を用いてBi_2Sr_2CaCu_2O_x(Bi2212)の渦糸芯を研究した。以下にその内容を記す。1 LTHM-STMの製作今年度は、昨年度までに製作したSTM(試作機)を発展させ、測定用のSTM装置を製作した。本装置は試作機と同じ粗動機構を採用した結果、極めて高い安定度をもつに至った。そのため、高精度かつ高空間分解能な走査トンネル分光測定が可能となった。測定精度および分解能は世界的に見てもトップレベルにある。加えて最低到達温度は4.2K、最高到達磁場は15Tであり、広い温度磁場領域において動作することができる。申請時の計画では、希釈冷却器温度(30mK)まで冷却可能な装置を製作する予定であったが、時間的および金銭的な制約からこれは実現出来なかった。この点に関してはこの場を借りてお詫びする。現在は、1K以下において同程度の安定度をもつSTMを実現すべく、^3Heクライオスタットの製作の計画を進めている。2 走査トンネル分光法によるBi2212の渦糸芯研究Bi2212の渦糸芯内部では、準粒子の状態密度が空間的に変調しておりチェス盤状の模様を形成することが一部のグループから報告されている。しかしながら、報告例が限られているため、その詳細はよくわかっていない。変調構造の周期は約1.5nmと短いため、これを観察するには高精度かつ高空間分解能な走査トンネル分光測定を行うことが要求される。我々は新たに製作したSTMを用いこの構造の測定を試みた。その結果、変調構造をもつ渦糸芯を観測することに成功した。今後、Bi2212の渦糸芯についてさらに研究を進め、発表を行う予定である。

This year, an extremely low temperature and high magnetic field observation electron microscope (LTHM-STM) was fabricated and the vortex core of Bi_2Sr_2CaCu_2O_x(Bi2212) was studied for use in this device. The following is a summary of the contents. 1. LTHM-STM Fabrication This year, STM(test machine) was developed and STM device for measurement was fabricated. This device is designed to test the operation of the same coarse motion mechanism, resulting in high stability. High resolution, high spatial resolution, and high detection accuracy. Determination of accuracy and decomposition of energy in the world The lowest temperature reached is 4.2 K, the highest magnetic field reached is 15T, and the temperature field is 15 T. When applying for a plan, you need to adjust the cooler temperature (30mK), and you need to adjust the cooling possibility. When you apply for a plan, you need to adjust the cooler temperature (30 mK), and you need to adjust the cooling possibility. This is the first time I've ever seen you. Now, under 1K, the same degree of stability can be achieved. 2. Investigation of Bi2212 Vortex Core by Spectroscopic Method; Spatial Change of Density of State of Bi2212 Vortex Core; Formation of Disc-like Mode; and Report of Part of Vortex Core. The report is limited to the details of the report. The period of the modulated structure is about 1.5 nm, and the detection is required for high accuracy, high spatial resolution, and high spectral detection. I'm trying to make a new one. The result of the adjustment is that the core of the structure is successfully measured. In the future, Bi2212 vortex core research will be carried out in advance, and the performance will be determined.

项目成果

Ken Matsuba et al.: "Ordered Vortex Lattice and Intrinsic Vortex Core States in Bi_2Sr_2CaCu_2Q_x Studied by Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy"Journal of the Physical Society of Japan. Vol.72 No.9. 2153-2156 (2003)

Ken Matsuba 等人：“通过扫描隧道显微镜和光谱学研究 Bi_2Sr_2CaCu_2Q_x 中的有序涡旋晶格和本征涡旋核心态”日本物理学会杂志。

松葉 健 ほか: "高温超電導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_xにおける乱れと超伝導-STM渦糸測定を中心として-"固体物理. Vol.38 No.8. 553-560 (2003)

Ken Matsuba 等人：“高温超导体 Bi_2Sr_2CaCu_2O_x 中的扰动和超导性 - 聚焦 STM 涡旋线测量 -”固体物理学第 38 卷第 553-560 期。

Ken Matsuba et al.: "Influence of disorder on superconductivity in Bi_2Sr_2CaCu_2O_X studied by low temperature scanning tunneling spectroscopy"Physica C. (in press).

Ken Matsuba 等人：“通过低温扫描隧道光谱研究 Bi_2Sr_2CaCu_2O_X 中无序对超导性的影响”Physica C.（出版中）。