走査型トンネル顕微鏡による電荷密度波の並進運動の観測

使用扫描隧道显微镜观察电荷密度波的平移运动

• 批准号: 07740273
• 负责人: 市村 晃一
• 金额: $ 0.64万
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740273/
• 关键词: 走査型トンネル顕微鏡; トンネル分光; 一次元導体; 電荷密度液; 電子状態密度

本発明の目的は、低温用走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて擬一次元導体における電荷密度波(CDW)相の電子構造を明らかにすること、及び電荷密度波の並進運動を試料表面において直接観測することである。今年度は、STMを用いた電子トンネル分光測定を重点的に行い電荷密度波相での電子構造の詳細を明らかにすることをめざした。電解法で作成したK_<0.3>MoO_3(ブルーブロンズ)単結晶試料を用い、劈開面においてSTM測定を行った。トンネル電流の検出にロックインアンプに加えその前段に同調型アンプを用いることにより、ノイズは大幅に低減した。室温ではゼロバイアス付近のトンネル微分コンダクタンスは有限であり、金属相であることが示唆される。しかしながら、コンダクタンスカーブは通常の金属のように平坦ではなく、ゼロバイアスにくぼみを持つ構造が見られた。CDW転移温度(180K)以下の77Kでは、コンダクタンスはゼロバイアス付近でほとんどゼロにまで減少した。コンダクタンスカーブの形状はギャップ端のはっきりしないV字型をしており、従来金属の超伝導相で見られるようなBCS状態密度とは大きく異なっている。これは一次元系で揺らぎが大きいことに起因すると考えられる。今後はNbSe_3など他の擬一次元導体においてもSTM分光測定を行い、電子状態密度の形状と一次元性との関連について考察していきたい。また、コンダクタンスに見られるV字型のバックグラウンドは高温超伝導酸化物においてしばしば観測されてきた。高温超伝導酸化物とブルーブロンズは同様に層状構造をとることから、V字型コンダクタンスとの関連性が示唆される。層状構造をとるTaS_2などにおいても測定を行い、V字型コンダクタンスと結晶構造との関連も明らかにしていきたい。

本发明的目的是利用低温扫描隧道显微镜(STM)阐明准一维导体中电荷密度波(CDW)相的电子结构，并研究电荷的平移运动样品表面的密度波。今年，我们重点研究使用 STM 的电子隧道光谱测量，旨在阐明电荷密度波相中电子结构的细节。采用电解法制备的K_<0.3>MoO_3(蓝青铜)单晶样品对解理面进行STM测量。通过在前级使用锁相放大器和可调放大器来检测隧道电流，噪声显着降低。在室温下，零偏压附近的隧道微分电导是有限的，表明存在金属相。然而，电导曲线并不像普通金属那样平坦，并且观察到零偏压时具有凹陷的结构。在 77K 处，低于 CDW 转变温度 (180K)，电导几乎降至零，接近零偏压。电导曲线的形状为V形，没有明显的间隙边缘，这与传统金属超导相中看到的BCS态密度显着不同。这被认为是由于一维系统的大波动造成的。未来，我们希望对NbSe_3等其他准一维导体进行STM光谱测量，并考虑电子态密度形状与一维性之间的关系。此外，在高温超导氧化物中经常观察到V形电导背景。高温超导氧化物和蓝青铜同样具有层状结构，表明与 V 形电导有关系。我们还想对具有层状结构的TaS_2进行测量，并阐明V形电导与晶体结构之间的关系。