遷移金属酸化物における電荷・軌道ダイナミックスのスペクトロスコピー

过渡金属氧化物的电荷和轨道动力学光谱

基本信息

批准号：
12046220
负责人：
内田慎一
金额：
$ 35.01万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

銅酸化物を中心に遷移金属酸化物、スクッテルダイト、重い電子系を対象として、光電子分光(ARPES)、STS/STM、遠赤外分光、電子輸送現象等様々なスペクトロスコピー手法を用いて、実空間、運動量空間の電子構造、準粒子ダイナミックス、超伝導特性を探求した。(1)銅酸化物研究においては、ARPESにより、第1ブリュアン帯対角線方向(d波ギャップのノード方向)の準粒子が稀薄ドーピング域でもギャップレスになっていることを発見した。このノード準粒子は超伝導相においても長い寿命をもち、量子力学干渉効果による電子密度の空間変調がSTM/STSで観測された。一方、ブリュアン帯端付近のアンチノード準粒子は、ノーマル状態でギャップをもつが、超伝導凝縮に直接関与していることを明らかにした。(2)高温超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4、YBa_2Cu_3O_<6+d>の比熱と電気伝導度を、角度分解光電子分光の測定結果により説明することを試みた。不足ドープ領域では、フェルミ面の一部(フェルミ・アーク)を除いて準粒子数そのものが減っていること、フェルミ・アーク上の準粒子数はドープしたホール濃度で与えられ、通常の機構で電気伝導に寄与することがわかった。また、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+d>について化学ポテンシャルの温度変化を測定し、理論的予測と一致する結果を得た。(3)異方的超伝導体の超伝導状態及びノーマル状態の研究を行った。スクッテルダイト超伝導体PrOs_4Sb_<12>の超伝導状態の研究では。熱伝導度を磁場を様々な方向にかけて測定することにより低磁場で結晶の対称性を破った2回対称の超伝導波動関数が現れていることを明らかにした。また2次元重い電子超伝導体CeCoIn_5のノーマル状態において電気抵抗、ホール係数、ネルンスト係数を測定しこれらは高温超伝導体と類似していることを明らかにした。

我们使用各种光谱技术（例如光电学光谱），STM/STM，远面的红外光谱传输态度，研究了真实空间和动量空间的电子结构，准颗粒动力学和超导性能，重点关注过渡金属氧化物，skutterudites和重型电子系统。（1）在氧化铜研究中，ARPES发现，即使在对角线区域中，第一个Brillouin条带（D-Wave GAP的节点方向）的对角线方向（D-WAVE间隙的节点方向）也是无间隙。即使在超导阶段，该节点的准粒子也具有很长的寿命，并且在STM/ST中观察到了由于量子机械干扰效应引起的电子密度的空间调节。另一方面，据揭示了布里渊带末端附近的Antinode准粒子在正常状态下具有间隙，但直接参与了超导凝结。（2）我们试图通过测量角度分辨光电部光谱的结果来解释高温超导体LA__ <2-x> sr_xcuo_4和yba_2cu_3o_ <6+d>的特定热和电导率。在耗尽的掺杂区域中，除了部分费米表面（Fermi Arc）以外，准颗粒的数量减少了，发现费米弧上的准粒子数量由掺杂的孔浓度给出，并且正常机制为电气传导贡献。此外，测量了BI_2SR_2CACU_2O_ <8+d>的化学潜力的温度变化，并获得了与理论预测一致的结果。（3）我们对各向异性超导体的超导和正常状态进行了研究。在研究Skutterudite超导体Pros_4SB_ <12>的超导状态。通过测量各个方向的热导率，揭示出具有两个对称对称性的超导波函数出现在低磁场处的晶体对称性。此外，在正常状态下测量了二维重型电子超导体CECOIN_5的电阻，霍尔系数和Nernst系数，并且发现它们类似于高温超导体。