擬一次元半導体のSTM分光

准一维半导体的STM光谱

• 批准号: 09740255
• 负责人: 市村 晃一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740255/
• 关键词: スピン密度波; 電荷密度波; STM; トンネル分光

本研究は、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて擬一次元導体のスピン密度波(SDW)および電荷密度波(CDW)相での電子状態を明らかにすることを目的としている。今年度は有機導体(TMTSF)_2PF_6の単結晶作成とSDW相におけるSTM分光測定を重点的に行った。擬一次元有機導体(TMTSF)_2PF_6の単結晶をH型結晶成長セルを用い電解法により作成した。低湿度雰囲気を保つことと、結晶成長の度合いに応じて流す電流量を制御することにより、10×2×0.1mm^3ほどの大きさの良質な単結晶が多数作成された。得られた単結晶試料に対しSTM分光測定を行ったところ、SDW転移温度T_<SDW>=12K以下ではSDWにともなう明確なギャップ構造が観測された。トンネル微分コンダクタンスカーブの形は擬一次元導体に対する平均場理論から予測される状態密度スペクトルと一致することが分かった。一方、SDW転移温度以上においては、ギャップ構造は完全には消失せずゼロバイアス付近にくぼみを持つことが明らかになった。ゼロバイアスでのコンダクタンスは温度の上昇とともに増加し、40K以上ではコンダクタンスカーブは平坦となりノーマル金属相であることを示す。擬キャップ的振る舞いの原因としては、電子系の低次元性によるゆらぎの効果が考えられるがまだ明らかにはなっていない。電気抵抗、磁化率、比熱、NMR緩和率等の物理量との対応付けを行い、擬ギャップの原因を解明することが今後の課題である。

本研究的目的是利用扫描隧道显微镜（STM）阐明准一维导体的自旋密度波（SDW）和电荷密度波（CDW）相中的电子态。今年，我们重点研究了有机导体（TMTSF）_2PF_6单晶的制备和SDW相的STM光谱测量。采用H型晶体生长池，采用电解法制备了准一维有机导体（TMTSF）_2PF_6单晶。通过保持低湿度气氛并根据晶体生长的程度控制施加的电流量，产生了许多尺寸约为10 x 2 x 0.1 mm^3 的高质量单晶。当对获得的单晶样品进行STM光谱分析时，在SDW转变温度T_<SDW>=12K以下观察到与SDW相关的清晰的间隙结构。发现隧道微分电导曲线的形状与准一维导体平均场理论预测的态密度谱一致。另一方面，研究表明，在SDW转变温度以上，带隙结构并未完全消失，并且在零偏压附近有凹陷。零偏压下的电导随着温度的升高而增加，在40K以上，电导曲线变得平坦，表明金属相正常。赝电容行为的原因被认为是由于电子系统的低维数引起的波动的影响，但这还不清楚。未来的挑战是将其与电阻、磁化率、比热和核磁共振弛豫率等物理量联系起来，并阐明赝能隙的原因。

项目成果

K.Ichimura: "STM Spectroscopy of (TMTSF)_2PF_6" Synthetic Metals. (1999)

K.Ichimura：“(TMTSF)_2PF_6”合成金属的 STM 光谱。

K.Ichimura: "STM Spectroscopy of (BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2" Physica C. 282-287. 1895-1896 (1997)

K.Ichimura：“(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2 的 STM 光谱”Physica C. 282-287。

K.Ichimura: "Direct Observation of in-plane Gap Anisotropy in(BEDT-TTF)_2Cu)NCS)_2" Synthetic Metals. (1999)

K.Ichimura：“(BEDT-TTF)_2Cu)NCS)_2 中面内间隙各向异性的直接观察”合成金属。

K.Ichimura: "STM Spectroscopy of (MDT-TTF)_2AuI_2" Synthetic Metals. (1999)

K.Ichimura：“(MDT-TTF)_2AuI_2”合成金属的 STM 光谱。