超高分解能光電子分光によるコバルト酸化物超伝導体の電子状態の研究

利用超高分辨率光电子能谱研究氧化钴超导体的电子态

• 批准号: 07J03468
• 负责人: 下志万 貴博
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03468/
• 关键词: 物性実験; 超伝導材料。素子; 強相関電子系; 超伝導材料・素子

更なる高分解能、低温化を目指した新型光電子分光装置を開発し、コバルト酸化物超伝導体の超電導ギャップ観測に成功し、本物質が強結合超伝導体であることがわかった。今後は角度分解測定を行い、超伝導ギャップの波数依存性を明らかにしたい。年度の始まり頃に鉄系超伝導体が発見された。多結晶試料LaFeAsO系の光電子分光実験から、二種類のエネルギースケールの擬ギャップを見出した。小さいスケールのものはTcの低いLaFeAsP系にも共通して見られ、Fe-As間の格子振動とカップルした電子励起が起源として考えられる。大きいスケールのものの起源は不明だが、キャリア数の少ないsemimetalとしての性質に起因する可能性がある。単結晶BaFe2As2の角度分解測定を行った。その結果、低温双晶系における単一ドメインからの電子状態を分離観測することに成功した。フェルミ面トポロジー及び構成軌道成分は磁気・構造相転移により大きく変化することが明らかとなった。第一原理計算から、この現象は構造相転移よりも反強磁性秩序形成による影響であることが示唆された。反強磁性相のおけるフェルミ面は単一のd軌道から構成され、トポロジーはかなり三次元的になっていることを明らかにした。本実験から、BaFe2As2は磁気・構造相転移により軌道選択的な電子構造変化を起こし、その反強磁性状態は軌道分極したフェルミ面を有することが明らかとなった。

我们开发了一种以更高分辨率和更低温度为目标的新型光电子能谱仪，并成功观测到了氧化钴超导体的超导能隙，发现这种材料是强耦合超导体。将来，我们希望进行角度分辨测量，以阐明超导间隙的波数依赖性。铁基超导体于今年年初被发现。通过对 LaFeAsO 等多晶样品的光电子能谱实验，我们发现了两种类型的能级赝能隙。小尺度现象也常见于低 Tc LaFeAsP 系统中，并且被认为源自与 Fe-As 之间的晶格振动耦合的电子激发。大尺度粒子的起源尚不清楚，但这可能是由于它们具有少量载流子的半金属性质。对单晶 BaFe2As2 进行了角度分辨测量。结果，我们成功地从低温孪生系统中的单个域中单独观察了电子态。很明显，费米表面拓扑和组成轨道成分由于磁性和结构相变而发生显着变化。第一性原理计算表明，这种现象是由于反铁磁序的形成而不是结构相变造成的。我们发现反铁磁相的费米面由单个d轨道组成，其拓扑结构相当三维。该实验揭示了BaFe2As2由于磁性和结构相变而发生轨道选择性电子结构变化，其反铁磁态具有轨道极化的费米面。

项目成果

レーザー角度分解光電子分光によるBaFe_2As_2のフェルミ面観測

激光角分辨光电子能谱观察BaFe_2As_2的费米面

• 发表时间: 2009
• 作者: T.Satoh;T.Lottermoser;M.Fiebig;Y.Ogimoto;H.Tamaru;M.Izumi;K.Miyano;下志万貴博
• 通讯作者: 下志万貴博