Tunneling study of multiple order parameter and electron-phonon interaction in the high temperature layered boride superconductor

高温层状硼化物超导体中多阶参数和电子声子相互作用的隧道研究

基本信息

  • 批准号:
    15540346
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have investigated the high temperature layered boride superconductor MgB_2 by electron tunneling and point contact spectroscopy.The tunneling conductance at low temperatures shows clear multiple-gap structures, which are described by the two-gap model proposed by McMillan. This indicates that the multiple gaps are due to non-trivial origin. We call this model as "the correlated two gap" model. The specific gap values are Δ=2-2.5,5-7,10-12 meV that exist up to T_c=39K. The gap ratio 2Δ/k_BT_c=5-6 for the largest gap indicates extremely strong coupling, which is the largest one among non-copper superconductors. On the other hand, the smallest gap giving the ratio 1.2-1.5 is surprisingly smaller than the BCS one 3.5, indicating an immature gap feature from induced superconductivity. From the temperature variations, we attribute that the middle gap can be due to the proximity effect. From these analyses, it is possible to consider that the largest and smallest gaps are coming from the 2 band superconductivity arising from boron σ and π bands.The magnetic-field dependence of the gaps makes clear distinction between the gaps, namely, the larger gap vanishes at the higher critical field. This is in contrast to the temperature dependence of these gaps showing the same critical temperature. The extrapolated critical fields of 18-23 T and 7-11 T for the largest and smallest gaps correspond to in-plane and c-axis upper critical fields, respectively. These agreements indicate that the multiple gaps are intimately related to the layered structure, and the largest gap is predominant to MgB_2.Point- contact spectra show that the peak positions are in agreement with the phonon spectra from the neutron scattering experiments. More significantly, the high-energy boron vibration modes around 60-90 meV are suggested to play an important role in the electron-phonon interaction in MgB_2.
我们通过电子隧道和点接触光谱研究了高温层状硼化物超导体MgB_2。低温下​​的隧道电导显示出明显的多能隙结构,这是由McMillan提出的二能隙模型描述的,这表明多能隙。由于非平凡的起源,我们将该模型称为“相关两间隙”模型,具体间隙值为 Δ=2-2.5,5-7,10-12 meV。存在高达T_c=39K。最大间隙的间隙比2Δ/k_BT_c=5-6表明耦合非常强,这是非铜超导体中最大的耦合,而最小间隙的比为1.2-。 1.5 令人惊讶地小于 BCS 1 3.5,这表明感应超导的不成熟间隙特征从温度变化来看,我们将中间间隙归因于邻近效应。通过这些分析,可以认为最大和最小的间隙来自于硼 σ 和 π 能带产生的 2 能带超导性。间隙的磁场依赖性使得间隙之间有明显的区别,即较大的间隙消失这与显示相同临界温度的这些间隙的温度依赖性相反,最大和最小间隙的外推临界场对应于面内和最小间隙。这些一致性表明多个能隙与层状结构密切相关,并且最大的能隙主要是MgB_2。点接触谱显示峰值位置与声子谱一致。更重要的是,60-90 meV 左右的高能硼振动模式在 MgB_2 中的电子-声子相互作用中发挥着重要作用。

项目成果

期刊论文数量(92)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electron tunneling experiments on La-substituted Kondo semiconductor CeRhAs
La取代近藤半导体CeRhAs的电子隧道实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.Sasaki;H.Ikeda;K.Yamada;R.A.Ribeiro;T.Ekino;T.Ekino
  • 通讯作者:
    T.Ekino
T.Ekino et al.浴野稔一他: "Tunneling spectroscopy of the super conducting gap in MgB_2"Physical Review B. 67. 094504-1-094504-6 (2003)
T. Ekino 等人 Minoruichi Yukino 等人:“MgB_2 中超导间隙的隧道光谱”Physical Review B. 67. 094504-1-094504-6 (2003)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Break-junction tunneling spectra of MgB_2 : influence of boron quality
MgB_2 的断结隧道谱:硼质量的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Ohnishi;T.Takasaki;T.Takasaki;R.A.Ribeiro
  • 通讯作者:
    R.A.Ribeiro
Energy gap structure in the binary superconductor MB_2 (M=Nb and Mg)
二元超导体MB_2中的能隙结构(M=Nb和Mg)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    長谷川昭;中島淳一;海野徳仁;三浦哲;諏訪謡子;T.Takasaki
  • 通讯作者:
    T.Takasaki
Tunneling spectroscopy of the superconducting gap in MgB_2
MgB_2超导能隙的隧道光谱
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuzuru Miyata;Hiroyuki Shibusawa;Jian Zhang;T.Ekino
  • 通讯作者:
    T.Ekino
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