テラヘルツスペクトロスコピーを利用した超伝導体磁束量子のダイナミクスの研究

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高温超伝導体中の磁束量子の散逸構造について,テラヘルツ領域での複素電気伝導度を測定することで新たな知見を得ようという最終目標に対して,昨年度までに得られた結果をより確かなものとするために各測定物質に対して系統的な追加実験・解析を行った。銅酸化物高温超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4薄膜についてはキャリア濃度をより幅広く変化させた試料に対して測定を行い,得られた結果から(1)超流体密度が有限に観測されるのは最大でも超伝導転移温度の2倍程度の温度からであり,(2)超伝導ゆらぎの性質が試料のキャリア濃度とともに明瞭に変化する,といったことをより確かなものにした。また,光学系に超伝導マグネット付きのクライオスタットを組み込み、銅酸化物高温超伝導体の磁場中におけるテラヘルツ伝導度測定を行った結果,(3)0.5Tの磁場下では超伝導ゆらぎが増加しないことが明らかになった。また,近年発見された鉄系の超伝導体については,昨年度までに最適ドープ領域のCoドープBaFe_2As_2(以下,122系試料)およびFeSe_<0.5>Te_<0.5>(以下,11系試料)の薄膜試料を用いた測定を行った。本年度は,122系試料については新しく不足ドープ領域の試料を測定し,常伝導状態の反強磁性相転移温度以下で非Drude的な伝導度の周波数スペクトルを観測した。この結果はフェルミ面の一部に現れるDirac cone中の電子の示す特異な応答として,実験結果を定性的に説明できた。また,11系試料では昨年度に測定した伝導度スペクトルに対して典型的なBCS型の伝導度スペクトルを計算して比較したところ,超伝導ギャップ近傍のふるまいとして理解でき,かつ超伝導転移近傍で超流体密度がBCS型の温度依存性と異なったふるまいを示すことが分かった。本年度の研究で得られた成果を,国際学会1件,および国内学会4件で発表した。