部分重水素化BEDT-TTF塩のSTM分光

部分氘化 BEDT-TTF 盐的 STM 光谱

• 批准号: 12740190
• 负责人: 市村 晃一
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740190/
• 关键词: 有機超伝導体; STM; 電子トンネル分光; 異方的超伝導; 強相関電子系

本研究の目的は、有機超伝導体BEDT-TTF塩における走査トンネル顕微鏡(STM)を用いた電子トンネル分光測定により超伝導発現機構に関する知見を得ることである。ドナーの部分重水素置換による電子相関の系統的な変化に対する、超伝導および擬ギャップ状態の変化を明らかにすることを目指し、今年度は水素体(d[0,0])および、これよりも電子相関の強い部分重水素体(d[2,2])の(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]BrにおいてSTM測定を行った。超伝導状態においては、水素体の(BEDT-TTF-d[0,0])_2Cu[N(CN)_2]Br (T_c=11.5K)と部分重水素化した(BEDT-TTF-d[2,2])_2Cu[N(CN)_2]Br (T_c=12.0K)の両者ともに明確な超伝導ギャップが観測された。トンネルコンダクタンスカーブの形状はd-波のギャップ対称性でよく説明された。数多くの測定を重ねデータを収集することにより、それぞれの塩でギャップパラメターΔを決定することができた。得られた値を以下に示す。Δ=2.1-3.9meV 2Δ/kT_c=4.3-7.9 for(BEDT-TTF-d[0,0])_2Cu[N(CN)_2]BrΔ=3.0-4.8meV 2Δ/kT_c=5.8-9.3 for(BEDT-TTF-d[2,2])_2Cu[N(CN)_2]Brこのことから、2Δ/kT_cの値は電子相関の増加とともに大きくなることが明らかになった。両者の塩において、超伝導転移温度以上でトンネルスペクトルにくぼみが見出された。この擬ギャップ構造は40-50Kまで残ることがわかった。この温度は、静磁化率が急激に減少し始める、あるいはNMRの(T_1T)^<-1>がピークを示すといったスピン系における異常が観測される温度とほぼ一致する。それぞれの塩での擬ギャップの出現する温度を正確に決定することが今後の課題である。

本研究的目的是通过使用扫描隧道显微镜 (STM) 对有机超导体 BEDT-TTF 盐进行电子隧道光谱测量来获取有关超导机制的知识。为了阐明超导性和赝能隙态的变化，以响应由于部分氘取代供体而导致的电子关联的系统变化，今年我们将重点关注氢体 (d[0,0])，并对 (BEDT- TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br，具有强电子相关性的部分氘(d[2,2])。在超导状态下，氢体(BEDT-TTF-d[0,0])_2Cu[N(CN)_2]Br(T_c=11.5K)和部分氘化体(BEDT-TTF-d[2 ,2] )_2Cu[N(CN)_2]Br (T_c=12.0K) 两者都观察到明显的超导间隙。 d 波的间隙对称性很好地解释了隧道电导曲线的形状。通过大量测量收集数据，我们能够确定每种盐的间隙参数 Δ。得到的值如下所示。 Δ=2.1-3.9meV 2Δ/kT_c=4.3-7.9 对于(BEDT-TTF-d[0,0])_2Cu[N(CN)_2]BrΔ=3.0-4.8meV 2Δ/kT_c=5.8-9.3 for(BEDT-TTF-d[2,2])_2Cu[N(CN)_2]Br 由此可见，2Δ/kT_c 的值随着电子相关性的增加而增加。对于这两种盐，在隧道光谱中发现了高于超导转变温度的下降。结果发现，这种赝能隙结构在高达40-50K时仍保持不变。该温度几乎与自旋系统中观察到异常的温度一致，例如静磁化率开始快速下降或NMR(T_1T) ^ -1 出现峰值。未来的挑战是准确确定每种盐出现赝能隙的温度。

项目成果

K.Ichimura et al.: "Tunneling Spectroscopy on κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br Using STM"Synthetic Metals. (印刷中). (2002)

K. Ichimura 等人：“使用 STM 对 κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br 进行隧道光谱”合成金属（2002 年出版）。

K.Ichimura et al.: "SDW Gap in (TMTSF)_2PF_6"Synthetic Metals. (印刷中). (2001)

K. Ichimura 等人：“(TMTSF)_2PF_6 中的 SDW 间隙”（正在出版）。

T.Arai et al.: "STM Spectroscopy on κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2"Synthetic Metals. 120. 707-708 (2001)

T.Arai 等人：“κ-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2 的 STM 光谱”合成金属。120. 707-708 (2001)

T.Arai et al.: "Tunneling Spectroscopy on the Organic Superconductor κ- (BEDT-TTF)_2Cu (NCS)_2 using STM"Physical Review B. 63(印刷中). (2001)

T.Arai 等人：“使用 STM 对有机超导体 κ- (BEDT-TTF)_2Cu (NCS)_2 进行隧道光谱”物理评论 B. 63（出版中）。

K.Nomura et al.: "STM/STS on Carbon Nanotubes at Low Temperature"AIP Conference Proceedings. 590. 197-200 (2001)

K.Nomura 等人：“低温碳纳米管上的 STM/STS”AIP 会议论文集。