新層状・籠状超電導体及熱電変換物質の電子状態の極低温走査トンネル顕微鏡による研究

層状ホウ化物高温超伝導体MgB2やその置換系(Mg,Al)(B,C)2,層状窒化物,籠状物質などの単結晶を育成し,走査トンネル顕微鏡(LTSTM)を主な測定手段に用いて,超伝導状態の特異性や局所電子密度分布を探り,高温超伝導性と空間電子密度分布の関係について新たな知見を得る目的で研究を開始した.今年度は先ずその前段階として,これらの物質の多重超伝導ギャップ特性について,研究代表者の開発したエネルギー高分解能接合型トンネル分光装置で行った実験により得られた多重ギャップスペクトルと試料の質との具体的関連性を,分担者本人が以前所属したアイオワ州立大学エーメス研究所で行ってきたMgB2に関する結晶育成評価,輸送現象の研究結果を照らし合わせて様々な観点から調べ,今後やるべき課題を抽出した.現在は,ウクライナとの共同研究により新たに合成に成功した超伝導相近傍のペロブスカイト型酸化物半導体について,輸送係数とトンネル分光測定を行い,電子構造の特徴や超伝導発現の可能性について系統的に調べている.また,銅酸化物高温超伝導類縁物質についても,半導体相から超伝導相に向かう電子状態の変化を追うと云う観点から研究を開始している.これらの様々な物質の電子状態をミクロに探るにはLTSTMを用いた研究が不可欠である。現在,既設のLTSTMに,極低温超高真空試料壁開装置と,電子格子相互作用の局所構造を調べるための低インピーダンス探針電圧検出プローブの増設を行っており,配備が整い次第,これらを用いた研究を推進する.

層状ホウ化物高温超伝導体MgB2やその置換系(Mg,Al)(B,C)2,層状窒化物,籠状物質などの単結晶を育成し,走査トンネル顕微鏡(LTSTM)を主な測定手段に用いて,超伝導状態の特異性や局所電子密度分布を探り,高温超伝導性と空間電子密度分布の関係について新たな知見を得る目的で研究を開始した.今年度は先ずその前段階として,これらの物質の多重超伝導ギャップ特性について,研究代表者の開発したエネルギー高分解能接合型トンネル分光装置で行った実験により得られた多重ギャップスペクトルと試料の質との具体的関連性を,分担者本人が以前所属したアイオワ州立大学エーメス研究所で行ってきたMgB2に関する結晶育成評価,輸送現象の研究結果を照らし合わせて様々な観点から調べ,今後やるべき課題を抽出した.現在は,ウクライナとの共同研究により新たに合成に成功した超伝導相近傍のペロブスカイト型酸化物半導体について,輸送係数とトンネル分光測定を行い,電子構造の特徴や超伝導発現の可能性について系統的に調べている.また,銅酸化物高温超伝導類縁物質についても,半導体相から超伝導相に向かう電子状態の変化を追うと云う観点から研究を開始している.これらの様々な物質の電子状態をミクロに探るにはLTSTMを用いた研究が不可欠である。現在,既設のLTSTMに,極低温超高真空試料壁開装置と,電子格子相互作用の局所構造を調べるための低インピーダンス探針電圧検出プローブの増設を行っており,配備が整い次第,これらを用いた研究を推進する.