コンプトン散乱と角度分解光電子分光の相補利用で検証する銅酸化物のフェルミ面

通过康普顿散射和角分辨光电子能谱的互补使用验证氧化铜的费米面

基本信息

批准号：
20H01856
负责人：
山瀬博之
金额：
$ 11.48万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

コンプトン散乱によって、キャリアを8%ドープしたLa系銅酸化物高温超伝導体の電子運動量分布を研究している。過去2年間で300Kと150K、75Kのデータを取得し、それらが強い温度依存性を示すことが分かった。そこで特徴的な温度を見極めるために、より短時間で測定できるコンプトンプロファイルを300K、250K、200K、150K、100K、50K、10Kにて測定し、温度依存性の全体像を掴むことにした。その結果、驚くべきことに、どこかの温度で顕著に変化するというよりは、むしろすべての温度領域にわたって、クロスオーバー的に変化している可能性が示唆された。そこで、150Kを境にして、2022年度は、125Kと25Kで電子運動量分布を測定した。実験データは現在解析中であるが、150Kより高温側では電子ネマチックの効果が顕著であり、それが低温側でクロスオーバー的に密度波の効果を受けて変化していく様子が浮かび上がりつつある。一方、理論研究は、この低温での密度波形成の可能性を受け、電荷およびスピンの揺らぎの効果に着目して実施した。角度分解光電子分光（ARPES）の従来の実験では、真空紫外域の光が用いられていたが、その結果は表面電子状態を強く反映している可能性が浮上した。そこで、バルク敏感な軟X線の実験を最適ドープ試料に対して行った。バルクと表面の電子状態の違いを示す十分なデータは得られなかったが、酸素1sおよび銅2pの吸収端付近の励起エネルギーで共鳴光電子スペクトルを得ることが出来た。一方、よりバルク敏感である硬X線の実験も行った。過少ドープ、最適ドープ、過剰ドープ試料について化学ポテンシャルの温度依存性とその組成依存性に焦点を当てた。その結果、先行研究と定性的に似た傾向が観測されたが、定量的なシフト量に関しては先行研究よりも小さいことが分かった。

我们正在通过康普顿散射研究掺杂 8% 载流子的 La 基铜酸盐高温超导体中的电子动量分布。过去两年，我们获取了300K、150K和75K下的数据，发现它们表现出很强的温度依赖性。因此，为了确定特征温度，我们决定在300K、250K、200K、150K、100K、50K和10K下测量可以在更短的时间内测量的康普顿分布，以全面了解温度依赖性。令人惊讶的是，结果表明，它不会在任何温度下发生显着变化，而是可能在整个温度范围内以交叉方式发生变化。因此，2022年，我们从150K开始，测量了125K和25K的电子动量分布。目前正在分析实验数据，但越来越明显的是，电子向列效应在高于 150K 的温度下很明显，并且由于密度波的交叉效应，这种效应在低温下会发生变化。另一方面，由于低温下密度波形成的可能性，理论研究集中在电荷和自旋涨落的影响上。传统的角分辨光电子能谱（ARPES）实验使用真空紫外区域的光，但结果表明结果可能强烈反映表面电子态。因此，对最佳掺杂样品进行了体敏感软 X 射线实验。尽管我们无法获得足够的数据来显示体电子态和表面电子态之间的差异，但我们能够在氧 1s 和铜 2p 吸收边附近的激发能下获得共振光电子能谱。另一方面，我们还用硬X射线进行了实验，硬X射线对体积更敏感。我们重点研究了化学势的温度依赖性及其对欠掺杂、最佳掺杂和过度掺杂样品的成分依赖性。结果，尽管观察到与先前研究定性相似的趋势，但发现量变量小于先前研究。

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

X線コンプトン散乱を用いた電子状態測定の新たな展開

X射线康普顿散射电子态测量的新进展

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
日本物理学会誌
影响因子：
0
作者：
山瀬博之;櫻井吉晴
通讯作者：
櫻井吉晴

Suppression of superconductivity by spin fluctuations

自旋涨落抑制超导性

DOI：
10.1088/1742-6596/2164/1/012013
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Physics: Conference Series
影响因子：
0
作者：
Kazuhiro Nawa;Yoshinori Imai;Youhei Yamaji;Hideyuki Fujihara,Wakana Yamada;Ryotaro Takahashi;Takumi Hiraoka;Masato Hagihala;Shuki Torii;Takuya Aoyama;Takamasa Ohashi;Yasuhiro Shimizu;Hirotada Gotou;Masayuki Itoh;Kenya Ohgushi;and Taku J. Sat;M. Koshino;Yamase Hiroyuki
通讯作者：
Yamase Hiroyuki

La系銅酸化物のネマティックフェルミ面のコンプトン散乱イメージング

La基氧化铜向列费米面的康普顿散射成像