角度分解光電子分光による電子ドープ系銅酸化物高温超伝導体の研究

利用角分辨光电子能谱研究电子掺杂铜酸盐高温超导体

• 批准号: 14J09200
• 负责人: 堀尾 眞史
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09200/
• 关键词: 高温超伝導; 銅酸化物; 光電子分光; 銅酸化物高温超伝導体; 反強磁性; アニール; 分子線エピタキシー(MBE)法

銅酸化物高温超伝導体は、母物質である反強磁性絶縁体にホールまたは電子をドープすることで高温超伝導が発現すると考えられてきた。しかし近年、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体の薄膜試料ではCe置換による電子ドープ無しに超伝導が発現することが報告され、ノンドープ超伝導と呼ばれて注目されている。試料合成後に行う還元アニールの手法の改良によって超伝導を阻害する不純物酸素がより効果的に取り除かれ、Ce置換無しに超伝導が発現したと考えられている。このノンドープ超伝導体の電子構造を明らかにするため、今年度はノンドープ超伝導薄膜の角度分解光電子分光（ARPES）測定を行った。真空紫外光を用いた高分解能ARPES測定は非常に表面敏感であるため、表面を一度大気に曝してしまった試料の測定を行うことができない。そこで、2015年度に我々が確立した手法（Y. Krockenberger, M. Horio et al., Appl. Phys. Express 8, 053101 (2015).）でノンドープ超伝導薄膜を作成した後、非晶質のSeを蒸着して表面を保護した状態で放射光施設へ輸送し、測定用の真空槽への導入後に加熱によってSeを昇華させることで清浄な試料表面を用意した。ARPESで観測したフェルミ面の面積からキャリア量を見積もったところ、Ce置換していないにも関わらず、多量の電子がドープされていることがわかった。アニールによって酸素欠損が生じたために電子がドープされたと考えられる。本研究は、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体のキャリア量はCe量だけでは決まらず、Ce置換していないノンドープ超伝導体にも多量の電子が含まれているということを示した点で、銅酸化物高温超伝導体の相図確立に大きく貢献するものである。

Cuprate high-temperature superconducting conductors can be found both in the parent material, an antiferromagnetic insulator, and in the presence of electrons. In recent years, the electronic superconductivity of thin film samples of high temperature superconductors of copper oxides has been reported to be due to Ce substitution. An improved method for the recovery of impurities after sample synthesis is proposed. The electronic structure of these superconductors was determined by angular resolution photoelectron spectroscopy (ARPES). ARPES measurement with high decomposition energy by vacuum ultraviolet light is very sensitive to surface light, and the surface light is very sensitive to surface light. In 2015, we established the method (Y. Krockenberger, M. Horio et al., Appl. Phys. Express 8, 053101 (2015).）After the preparation of the superconducting film, the amorphous Se was evaporated and the surface was protected. The irradiated light was transferred to the vacuum chamber for measurement. After the heating, the Se was sublimated. ARPES is a measurement of the surface area of a particle. It is a measurement of the surface area of a particle. It is a measurement of the surface area of a particle. It is a measurement of the surface area of a particle. It is a measurement of the surface area of a particle. The first step is to reduce the cost of production and improve the quality of production. In this study, the amount of Ce in the high-temperature superconductors of electron-type copper oxides is determined by the amount of Ce substituted in the superconductors. The amount of electrons in the superconductors is determined by the amount of Ce substituted in the superconductors.

项目成果

Electronic structure of superconducting parent compound of T’-cuprate superconductors Nd2CuO4 studied by hard X-ray photoemission and soft X-ray absorption spectroscopies

硬X射线光电发射和软X射线吸收光谱研究T-铜超导体Nd2CuO4超导母体化合物的电子结构

• 发表时间: 2016
• 作者: M. Horio;Y. Krockenberger;K. Yamamoto;Y. Yokoyama;K. Takubo;Y. Hirata;S. Shin;A. Yasui;E. Ikenaga;H. Yamamoto;H. Wadati;A. Fujimori
• 通讯作者: A. Fujimori

ARPES and core-level spectroscopies of the coexistence of ferromagnetism and superconductivity in Sr2VFeAsO3-d

Sr2VFeAsO3-d 中铁磁性和超导性共存的 ARPES 和核心级光谱

• 发表时间: 2014
• 作者: M. Horio;T. Katagiri;H. Namiki;K. Okazaki;H. Suzuki;J. Xu;K. Koshiishi;K. Ishigami;G. Shibata;Y. Takahashi;S. Sakamoto;Y. Nonaka;K. Ono;K. Horiba;M. Kobayashi;M. Minohara;E. Sakai;T. Koide;H. Kumigashira;T. Sasagawa;and A. Fujimori
• 通讯作者: and A. Fujimori

Suppression of the antiferromagnetic pseudogap in the electron-doped high-temperature superconductor by protect annealing.

• DOI: 10.1038/ncomms10567
• 发表时间: 2016-02-04
• 期刊: Nature communications
• 影响因子: 16.6
• 作者: Horio M;Adachi T;Mori Y;Takahashi A;Yoshida T;Suzuki H;Ambolode LC 2nd;Okazaki K;Ono K;Kumigashira H;Anzai H;Arita M;Namatame H;Taniguchi M;Ootsuki D;Sawada K;Takahashi M;Mizokawa T;Koike Y;Fujimori A
• 通讯作者: Fujimori A

Impact of annealing on the electronic structure of the elelectron-doped cuprate superconductors

退火对电子掺杂铜酸盐超导体电子结构的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: M. Horio;T. Yoshida;H. Suzuki;G. Shibata;K. Okazaki;J. Xu;K. Koshiishi;Y. Mori;A. Takahashi;T. Konno;T. Ohgi;H. Sato;D. Ootsuki;T. Mizokawa;K. Ono;M. Kobayashi;M. Minohara;K. Horiba;H. Kumigashira;T. Anzai;M. Arita;H. Namatame;M. Tan
• 通讯作者: M. Tan

光電子分光から見た電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体におけるアニール効果

从光电子能谱观察电子掺杂铜酸盐高温超导体的退火效应

• 发表时间: 2016
• 作者: M. Horio;T. Yoshida;H. Suzuki;G. Shibata;K. Okazaki;J. Xu;K. Koshiishi;Y. Mori;A. Takahashi;T. Konno;T. Ohgi;H. Sato;D. Ootsuki;T. Mizokawa;K. Ono;M. Kobayashi;M. Minohara;K. Horiba;H. Kumigashira;T. Anzai;M. Arita;H. Namatame;M. Tan;堀尾眞史
• 通讯作者: 堀尾眞史