多層系高温超伝導体の角度分解光電子分光による研究

利用角分辨光电子能谱研究多层高温超导体

• 批准号: 10J01190
• 负责人: 出田 真一郎
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J01190/
• 关键词: 銅酸化物高温超伝導体; 鉄系高温超伝導体; 角度分解光電子分光; 電子構造; 超伝導ギャップ; 擬ギャップ; フェルミアーク; 不純ドープ型BaFe_2As_2

高温超伝導体の基礎研究において究極の目的は、超伝導機構を解明し、室温超伝導を実現することである。現時点で、超伝導転移温度T_cの最高記録は高圧下のHg系銅酸化物高温超伝導体でT_c～169Kを達成し、近年発見された鉄系高温超伝導体では、Tc～55Kが報告されている。しかしながら、更に高い君を実現するためには、物質設計の指針が必要であり、微視的な超伝導機構の解明が強く望まれる。銅酸化物高温超伝導体では、CuO_2面の枚数の増加とT_cとの関連を明らかにするために、3枚のCuO_2面をもち、高いT_c(～110K)を示すBi系銅酸化物高温超伝導体Bi2223の電子構造を、角度分解光電子分光(ARPEs)を用いて詳細に調べた。Bi2223では、超伝導状態と、常伝導状態で観測されたエネルギーギャップ、及びエネルギーギャップの存在しない波数領域(フェルミアーク領域)の間に関係を見出だし、Tcを決定する重要な秩序パラメータを見出だした。その結果は、論文にまとめられ、Physical Review Bに受理された。鉄系高温超伝導体では、母物質BaFe_2As_2のFeサイトにNi,Cu,Znを不純物ドープした、電子ドープ型鉄系超伝導体の電子構造を、ARPESを用いて観測し、不純物ドープが超伝導に与える影響について詳細に調べた。一般に電子ドープ型鉄系超伝導体は、電子がFeAs層にドープされることにより、電子フェルミ面の体積は大きくなる一方で、ホール面のそれは小さくなると予想されるが、CuをドープしたBaFe_2As_2の電子フェルミ面の体積はCuの量に関わらずほとんど変化しなかった。ZnをドープしたBaFe_2As_2では、母物質で観測されている反強磁性秩序によるブリルアンゾーンの折りたたみによるバンド分散の折り返し構造が明瞭に観測され、またホール面、電子面が観測された。このことは、不純物置換によりドープされた電子の振る舞いを理解するための、重要な知見を得たと考えられる。

The ultimate goal of basic research on high temperature superconductors is to understand superconductors and realize superconductors at room temperature. At present, the highest temperature T_c of superconductivity has been recorded. The temperature T_c~169K of Hg series copper oxides under high pressure has been achieved. In recent years, the temperature T_c ~55K of iron series high temperature superconductivity has been reported. The principles of material design are necessary, and the solutions of Weishi app are strong. The electronic structure and angular resolution photoelectron spectroscopy (ARPEs) of Bi2223, a high temperature superconducting conductor of CuO_2, have been studied in detail. Bi2223 shows the relationship between the existence of the superconduction state, the normal conduction state, and the existence of the superconduction state in the wave number domain, and Tc determines the important order. The results of the paper were accepted by Physical Review B. Fe-based high temperature superconductors, parent materials BaFe_2As_2 and Fe-based Ni,Cu,Zn impurities, electronic-type Fe-based superconductors, electronic structures, ARPES applications, impurities, superconductors and their effects are carefully investigated. In general, the volume of the electron FeAs layer is larger than that of the electron FeAs layer, and the volume of the electron FeAs layer is smaller than that of the electron FeAs layer. The structure of BaFe_2As_2, Zn and Fe in the parent material was investigated. The results showed that the structure of BaFe_2As_2 was stable and stable. This is the first time that we've seen an electronic device that's not pure.

项目成果

Relationship between the Fermi Arc Length, Energy Gap, and Superconducting Transition Temperature in the high-Tc Cuprate Superconductors observed by ARPES

ARPES观测的高温铜酸盐超导体费米弧长、能隙和超导转变温度之间的关系

• 发表时间: 2010
• 作者: 出田真一郎;高島憲一;橋本信;吉田鉄平;藤森淳;安斎太陽;藤田泰輔;中島陽祐;井野明洋;有田将司;生天目博文;谷口雅樹;小野寛太;久保田正人;D.H.Lu;Z.-X.Shen;小嶋健児;内田慎一;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎
• 通讯作者: 出田真一郎

電子ドープ型鉄系超伝導体Ba(Fe_<1-x>T_x)_2As_2(T=Ni,Cu,Zn)のFeサイト置換効果

电子掺杂铁基超导体Ba(Fe_<1-x>T_x)_2As_2(T=Ni,Cu,Zn)中Fe位取代效应

• 发表时间: 2012
• 作者: 出田真一郎;高島憲一;橋本信;吉田鉄平;藤森淳;安斎太陽;藤田泰輔;中島陽祐;井野明洋;有田将司;生天目博文;谷口雅樹;小野寛太;久保田正人;D.H.Lu;Z.-X.Shen;小嶋健児;内田慎一;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎
• 通讯作者: 出田真一郎

Electronic Structre of the Electron-Doped Ba(Fe_<1-x>TM_x)_2As_2(TM=Ni, Cu) Observed by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy

角分辨光电发射光谱观察电子掺杂Ba(Fe_<1-x>TM_x)_2As_2(TM=Ni, Cu)的电子结构

• 发表时间: 2011
• 作者: 出田真一郎;高島憲一;橋本信;吉田鉄平;藤森淳;安斎太陽;藤田泰輔;中島陽祐;井野明洋;有田将司;生天目博文;谷口雅樹;小野寛太;久保田正人;D.H.Lu;Z.-X.Shen;小嶋健児;内田慎一;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎
• 通讯作者: 出田真一郎

Three dimensional Fermi surfaces of iron-based superconductor Ba(Fe_<1-x>Ni_x)_2As_2 0bserved by ARPES

ARPES观测到的铁基超导体Ba(Fe_<1-x>Ni_x)_2As_2 0b的三维费米面

• 发表时间: 2010
• 作者: 出田真一郎;高島憲一;橋本信;吉田鉄平;藤森淳;安斎太陽;藤田泰輔;中島陽祐;井野明洋;有田将司;生天目博文;谷口雅樹;小野寛太;久保田正人;D.H.Lu;Z.-X.Shen;小嶋健児;内田慎一;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎
• 通讯作者: 出田真一郎

角度分解光電子分光によるBa(Fe_<1-x>Cu_x)_2As_2の電子構造観測

角分辨光电子能谱观察Ba(Fe_<1-x>Cu_x)_2As_2电子结构

• 发表时间: 2011
• 作者: 出田真一郎;高島憲一;橋本信;吉田鉄平;藤森淳;安斎太陽;藤田泰輔;中島陽祐;井野明洋;有田将司;生天目博文;谷口雅樹;小野寛太;久保田正人;D.H.Lu;Z.-X.Shen;小嶋健児;内田慎一;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎;出田真一郎
• 通讯作者: 出田真一郎