低エネルギー高輝度放射光励起光電子分光による高温超伝導体電子・ホール対称性の研究

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高温超伝導体に対する低エネルギー高輝度放射光励起光電子分光の実施を目的として、受け入れ研究者である木村准教授および同グループの伊藤助教とともに、分子科学研究所極端紫外光研究施設BL-7Uにおける光電子分光装置の改良に従事した。真空排気系の強化や試料搬入経路の見直し等を行った結果、試料測定時の真空度を4x10^<-8>Paから1x10^<-8>Paへと、4倍程度改善することに成功した。光電子分光装置の改良と並行して、東北大学の高橋隆教授のグループと共同で、銅酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_8における不純物効果の研究と、鉄系高温超伝導体Ba_<1-x>K_xFe_<2-y>Co_yAs_2における超伝導ギャップの電子・ホール対称性の研究を行った。その結果、銅酸化物高温超伝導体に特徴的な超伝導ギャップの節(ノード)付近の波数領域において、不純物置換した試料の超伝導ギャップが抑制され、ギャップサイズが0の領域が拡大していることを見いだした。また、超伝導の抑制効果が非磁性不純物であるZnと磁性不純物であるNiとで異なることを見いだした。この研究の結果をPhysical Review B誌に発表した。また、近年発見された鉄系高温超伝導体の電子型とホール型における超伝導ギャップの性質の比較を行うために、最適ドープの電子型BaFe_<2-y>Co_yAs_2試料(T_c=25.5K)に対する高分解能角度分解光電子分光実験を行った。その結果、電子型・ホール型に共通して、反強磁性ベクトルで結ばれるフェルミ面上では強結合の超伝導ギャップが開いていることを見いだした。以上の実験結果から、鉄系高温超伝導体の超伝導発現には、反強磁性的散乱が密接に関わっていると考察した。この研究の結果をProceedings of the National Academy of Sciences誌に投稿し、受理された。