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

基本信息

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

项目摘要

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。

人们认为，高温氧化铜超导体可以通过将孔或电子掺入抗铁磁绝缘子（是基质材料）来产生高温超导体。然而，近年来，据报道，由于CE取代了电子掺杂的氧化铜氧化铜高温超导体，因此没有电子掺杂而发生超导性，并且引起人们的注意，因为它被称为非掺杂超导性。据认为，在样品合成后进行的还原退火技术的改进得到了更有效的改进，以去除抑制超导性的杂质氧，并且已经开发出没有CE替代的超导性。为了澄清这种非掺杂超导体的电子结构，在本财政年度进行了对非掺杂超导薄膜的角度分辨光电光谱（ARPES）测量。使用真空紫外线的高分辨率ARPE测量非常敏感，并且无法测量曾经暴露于大气的样品。因此，在使用我们在2015年建立的方法创建了非掺杂的超导薄膜之后（Y. Krockenberger，M。Horio等人，Appl。Phys。Express8，053101（2015）。）。将无定形SE蒸发并运输到表面上的同步辐射中，并介绍了Suime的Suim protunim protunim facuim protunim protunim protunim protunim protum tacum，又是一个效果。通过加热以准备干净的样品表面。当我们估计用ARPE观察到的费米表面面积的载体量时，我们发现尽管没有CE替换，但仍掺杂了大量电子。据信，退火导致氧气空位掺杂。这项研究表明，电子掺杂的氧化铜的高温超导体的载体量不能单独确定CE的量，并且没有CE取代的未悬而未决的超导体包含大量电子，这极大地有助于建立高温氧化铜氧化物超导管的相位图。

项目成果

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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

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
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

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

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
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

超伝導の効果を妨げる磁性を排除した高温超伝導状態を観測

观测高温超导状态，消除干扰超导效应的磁性