低エネルギー放射光を活用した高温超伝導状態の電子に動く相互作用の解明

使用低能同步加速器辐射阐明高温超导状态下运动电子的相互作用

基本信息

批准号：
18740207
负责人：
井野明洋
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、低エネルギー放射光角度分解光電子分光法の高い分解能とバンド選択性を活用して、超伝導ギャップの大きさと準粒子微細構造を精密に決定し、高温超伝導状態において電子が受ける多体相互作用の詳細を明らかにすることを目的とする。本年度は、以下の通り研究課題を実施した。(1)二重層同酸化物高温超電導体Bi2212体について、結合バンドと反結合バンドの二枚のフェルミ面を、全波数空間ではじめて完全に分解し、それぞれのバンドについて超伝導ギャップの方向依存性を詳細に決定した。ギャップのバンド依存性が小さいという実験結果は、対形成相互作用が両バンドで同等に作用していることを示唆している。また、超伝導ギャップの方向依存性がd波の理論曲線に従う領域が、ホール濃度の現象とともに急激に縮小することが明らかになった。この現象が、不足ドープ領域における超伝導転移温度低下に直接関係していると考えられる。さらに、ノード準粒子散乱確率のバンド依存性を観測し、結合バンドに比べ反結合バンドの散乱確率が高いことを明らかにした。これは、高温超伝導を阻害する散乱源が二重CuO_2面の外側にあることを示している。(2)単層系銅酸化物高温超電導体Bi2201系について、元素置換によってCuO_2面外に乱れを導入したときの、電子状態の変化を直接観測した。面外乱れの増加とともに、ノード近傍の超伝導ギャップが閉じている領域が拡大し、一粒子散乱確率が急激に増大することを見いだした。これにより、面外不純物は電気抵抗などの輸送係数にはあまり影響を与えないが準粒子状態に強い衝撃を及ぼし超伝導転移温度が強く抑制されることが示された。

这项研究旨在利用低能同步器角度分辨的光电光谱的高分辨率和带选择性，以精确确定超导间隙的大小和quasiparticle良好的结构的大小，并阐明电子相互作用的详细信息，这些相互作用是电子相互作用的细节。今年，进行了以下研究主题。（1）对于BI2212双层相同的氧化物，在全波数空间中，第一次完全分解了结合带和抗键带的两个费米表面，并详细确定了每个频带的超导间隙的定向依赖性。实验结果表明，谱带依赖性中的间隙很小，表明配对相互作用在两个频段中均等起作用。还揭示了超导间隙的定向依赖性遵循D波的理论曲线的区域，随着孔浓度的现象，迅速降低了D波的理论曲线。该现象被认为与被压缩区域的超导过渡温度下降直接相关。此外，观察到节点准粒子散射概率的带依赖性，表明抗耦合带的散射概率高于耦合带的散射概率。这表明抑制高温超导性的散射源在双CUO_2平面之外。（2）在单层氧化铜高温超导体BI2201中，直接观察到由于元素替代而引起的CUO_2表面扰动时，电子状态的变化被直接观察到。发现随着平面外干扰的增加，超导差距在节点附近闭合的区域扩展，并且散射一个粒子的概率突然增加。这表明，平面外杂质对诸如电阻之类的传输系数没有太大影响，但它们对准粒子状态产生了强烈的影响，并且超导过渡温度受到了强烈抑制。

项目成果

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A re-examination of the oxygen isotope effect in ARPES spectra of Bi2212

Bi2212 ARPES 谱中氧同位素效应的重新检验

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Physica C 463-465
影响因子：
0
作者：
S.Fujiwara;M.Hashimoto;T.Itoh;H.Nakamura;長田俊人;K.Kobayashi;T.Osada;E.Ohmichi;N.Hanasaki;N.Hanasaki;T.Osada;E.Ohmichi;M. Nagira;K. Shimada;X. Y. Cui;K. Terai;Mitsuharu Higashiguchi;T. Saitoh;S. Kaneyoshi;N. Tobita;Y. Miura;J. F. Douglas;Y. Takata;M. Higashiguchi;X. Y. Cui;M. Nagira;Shin-ichi Fujimori;H. Iwasawa
通讯作者：
H. Iwasawa