超高分解能角度分解光電子分光装置の極低温化酸化物超伝導体の電子状態の研究

利用超高分辨率角分辨光电子能谱研究低温氧化物超导体的电子态

基本信息

批准号：
11740193
负责人：
横谷尚睦
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

東大物性研に建設した超高分解能角度分解能光電子分光装置を改良し、エネルギー分解能1.4meV,角度分解能0.2度、測定最低試料温度4Kを達成した。これらの諸性能は現時点で世界最高である。この装置を用い、これまでの光電子分光装置の分解能と試料温度では測定の難しかった低温超伝導体について、その超伝導及び常伝導状態の電子状態を調べた。単体金属については、世界に先駆けて超伝導ギャップの観測に成功するとともに、電子-フォノン結合に起因する微細電子構造を見いだした。Ni炭化ホウ化物の結果は、その超伝導ギャップが異方的s-波であることを示した。Ba_<1-x>K_xBiO_3についても、超伝導ギャップを光電子分光で初めて観測することに成功するとともに、超伝導転移温度より上の温度で擬ギャップが存在することを見いだした。最近超伝導転移が発見された、シリコンクラスレートについても超伝導ギャップを測定し、、弱結合超伝導体であることを見いだした。一方角度分解光電子分光実験からは、遷移金属ダイカルコゲナイド2H-NbS_<e2>について、これまで分離できなかったバンド全てを観測した。また、超伝導ギャップの観測にも成功し、その運動量依存性を調べた。酸化物高温超伝導体Bi2212については、2枚のCuO_2面に起因するバンド分裂と、バンドリノーマリゼーションを観測した。更に、これらの結果を低温超伝導体の結果と比較し、酸化物高温超伝導体の電子状態にフォノンが大きな影響を与えていることを見いだした。

我们改进了东京大学固体物理研究所构建的超高分辨率角分辨率光电子能谱仪，实现了1.4 meV的能量分辨率、0.2度的角分辨率和4 K的最低样品温度。这些不同的表演是目前世界上最好的。使用该装置，我们研究了低温超导体的超导和正常电子态，这是传统光电子能谱仪的分辨率和样品温度难以测量的。对于简单金属，我们是世界上第一个成功观测到超导能隙并发现电子声子耦合产生的精细电子结构的人。碳硼化镍的结果表明其超导能隙是各向异性横波。在Ba_<1-x>K_xBiO_3中，我们首次利用光电子能谱成功观测到了超导能隙，发现在高于超导转变温度的温度下存在赝能隙。我们还测量了最近发现的超导转变的硅笼形物的超导带隙，发现它是弱耦合超导体。另一方面，角分辨光电子能谱实验揭示了过渡金属二硫属化物2H-NbS_<e2>迄今为止无法分离的所有能带。我们还成功地观察到了超导能隙并研究了其动量依赖性。对于高温氧化物超导体Bi2212，我们观察到由两个CuO_2平面引起的能带分裂和能带重整化。此外，通过将这些结果与低温超导体的结果进行比较，我们发现声子对氧化物高温超导体的电子态有很大影响。