Relationship between the effect of interlayer materials and surface electronic states on Layered nitride superconductors observed by STM/S

STM/S观测层状氮化物超导体层间材料与表面电子态影响关系

• 批准号: 22K03514
• 负责人: 杉本 暁
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03514/
• 关键词: 層状窒化ハロゲン化物超伝導体; STM/STS; 超伝導ギャップ; ナノ不均一性; ストライプ構造; STM; トンネル分光; 層状窒化塩化物超伝導体; エキゾチック超伝導; ナノ電子構造

本研究課題は、非従来型超伝導機構を持つとされている層状窒化ハロゲン化物超伝導体の層間物質の状態と超伝導性との関連について、走査トンネル顕微鏡STM/STSを駆使してナノスケールやそれより高精細な原子スケールの電子状態密度を計測することで、新たな知見を得る研究である。初年度である2022年度は、その第一歩としてアルファ型では最も超伝導性の高いNa-TiNClと超伝導性のない半導体母物質pri-TiNClの双方のSTM/STS観測を行い、超伝導ギャップ(超伝導の一番の特徴的エネルギー)及び電子状態密度変調(電子のさざなみ)の原子スケール分布取得に成功し、その起源について新たな重要な知見を得た。超伝導性を示すNa-TiNClでは電子状態密度スペクトル上のピークであるギャップ値Dは、D=8.7±4.2 meVとなり、以前の結果と矛盾しないナノ不均一性を持つギャップ分布を得た。一方で、非超伝導母物質pri-TiNClでは明瞭なギャップ構造のピークを示さず、従来から観測されていたギャップは超伝導由来のギャップであることを改めて示した。ただ、pri-TiNClにおいては、わずかながら局所的にギャップピークを示すスペクトルが存在し、表面に現れた超伝導の前駆的な現象もみられ、今後に向けての興味深い結果も得ている。一方、電子のさざなみ(ストライプ)模様を示す現象である、電子状態密度変調構造についても新たに高精度に観測され、特に非超伝導である母物質pri-TiNClにおいて、|E|< 100 meVの範囲でエネルギー非依存のスタティックな4.8xb0 ストライプ構造を初めて観測した。これによりこの種の構造は、ドープ量や層間物質種類によらず、かつ非超伝導由来であることを解明した。これらの結果はウクライナの低温物理学専門誌 Low Temperature Physicsの特集号に掲載予定である。

は this research subject, the 従 type super 伝 guide institutions を hold つ と さ れ て い る layered smothering the ハ ロ ゲ ン compound ultra 伝 conductor の interlayer material の state と super 伝 conductivity と の masato even に つ い て, walkthroughs ト ン ネ ル 顕 micromirror STM/STS を 駆 make し て ナ ノ ス ケ ー ル や そ れ よ り high fine な atomic ス ケ ー ル の を electronic state density measuring す る こ と で, new Youdaoplaceholder0 views を る studies である. At the beginning of the annual で あ る は, 2022 そ の first step と し て ア ル フ ァ type で は most も 伝 conductivity high の い Na - TiNCl と super 伝 conductivity の な い mother semiconductor material pri - TiNCl の both の STM/STS line を い 観 test, super 伝 guide ギ ャ ッ プ (super 伝 guide の a の of 徴 エ ネ ル ギ ー) and び electronic state density variations (electronic の さ ざ な み) の atomic ス ケ ー ル し に success, そ の origin に つ い て new た な important な knowledge を た. Super 伝 conductivity を す in Na - TiNCl で は electronic state density ス ペ ク ト ル on の ピ ー ク で あ る ギ ャ ッ プ numerical D は, D = 8.7 + / - 4.2 meV と な り contradiction, the former results と の し な い ナ ノ inequality of one sex を つ ギ ャ ッ た を プ distribution. Party で, the super mother 伝 guide material pri - TiNCl で は clear な ギ ャ ッ プ tectonic の ピ ー ク を shown さ ず, 従 か ら 観 measuring さ れ て い た ギ ャ ッ プ は super 伝 guide origin の ギ ャ ッ プ で あ る こ と を change め て in し た. た だ, pri - TiNCl に お い て は, わ ず か な が ら bureau of に ギ ャ ッ プ ピ ー ク を shown す ス ペ ク ト ル が し, surface に れ た super 伝 guide before の 駆 な phenomenon も み ら れ, future に け て の tumblers deep い results て も い る. One party, the electronic の さ ざ な み (ス ト ラ イ プ) die others を で す phenomenon in あ る, the density of electronic states - adjustable structure に つ い て も new た に high-precision に 観 measure さ れ, に not super 伝 guide で あ る mother material pri - TiNCl に お い て, | E | < 100 meV の van 囲 で エ ネ ル ギ ー not dependent の ス タ テ ィ ッ ク な xb0 4.8 Youdaoplaceholder0 ストラ プ construct を initial めて観 survey た. こ れ に よ り こ の は の structure, ド ー プ quantity や interlayer material kinds に よ ら ず, か つ not super 伝 guide origin で あ る こ と を interpret し た. The <s:1> れら <s:1> results are published in the special issue of Low Temperature Physics に of the journal of low Temperature physics as given である.

项目成果

Nano-scale Periodic Modulations on Layered Nitride Chloride Superconductor a-TiiNCl observed by STM/STS ~with gap features~

通过 STM/STS 观察到层状氮化物氯化物超导体 a-TiiNCl 的纳米级周期性调制〜具有间隙特征〜

• 发表时间: 2022
• 作者: Kaito Matsumoto; Akira Sugimoto;Toshikazu Ekino;Masashi Tanaka;Alexander M. Gabovich
• 通讯作者: Alexander M. Gabovich

Tc～100 K を超える銅酸化物高温超伝導体 Pb-Bi2223 のトンネル分光(STM/STS 及びBreak Junction)測定

温度超过 Tc ~ 100 K 的铜氧化物高温超导体 Pb-Bi2223 的隧道光谱（STM/STS 和 Break Junction）测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田 大輝; 齋藤 毅;杉本 暁;浴野 稔一
• 通讯作者: 浴野 稔一

Observation of periodic structures and pseudogaps in pristine compound alpha-TiNCl by STM/STS and break junction methods

通过 STM/STS 和断裂连接方法观察原始化合物 α-TiNCl 中的周期结构和赝能隙

• 发表时间: 2023
• 期刊: Low Temperature Physics / Fizyka Nyzkykh Temperatur
• 作者: Akira Sugimoto;Kaito Matsumoto;Takeshi Saito;Daiki Yoshida;Toshikazu Ekino;Masashi Tanaka;Alexander M. Gabovich
• 通讯作者: Alexander M. Gabovich

Electron tunneling and properties of break-junction interfaces in cuprates and related materials

铜酸盐及相关材料中的电子隧道效应和断裂结界面的性质

• 发表时间: 2023
• 作者: Toshikazu Ekino;Akira Sugimoto;Hironori Ohtsubo;Kaito Matsumoto;Takeshi Saito;Masatoshi Iwano
• 通讯作者: Masatoshi Iwano

鉄11系超伝導体の希薄遷移金属ドープによるTc変調とトンネル分光による局所状態密度観測III

Fe-11 超导体中稀过渡金属掺杂的 Tc 调制及隧道光谱观察局域态密度 III

• 发表时间: 2023
• 作者: 齋藤 毅;大坪 広典;松本 凱斗;石光 聡;杉本 暁;浴野 稔一
• 通讯作者: 浴野 稔一