低エネルギー超高分解能光電子分光装置の建設と高温超伝導体の微細電子構造の研究

低能超高分辨率光电子能谱仪构建及高温超导体精细电子结构研究

• 批准号: 07J04554
• 负责人: 中山 耕輔
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 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 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04554/
• 关键词: 角度分解光電子分光; 高温超伝導; フェルミ面; 銅酸化物高温超伝導体; 超伝導

これまで建設・改良を進めてきた超高分解能光電子分光装置を用いて、銅酸化物および鉄系高温超伝導体の電子状態の研究を行った。銅酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CuO_6の超伝導・擬ギャップの温度・波数依存性を高精度で決定し、超伝導ギャップから擬ギャップへの変化が、超伝導転移温度をまたいで連続的に起こることを見出した。また、擬ギャップの消失する温度は波数によらず超伝導ギャップサイズに比例することを明らかにした。これらの結果は、長年の未解決問題であった擬ギャップの起源が、超伝導の前駆現象に関係することを示している。超伝導機構が未解明である電子型鉄系超伝導体BaFe_<2-x>Co_xAs_2のフェルミ面および超伝導ギャップを世界で初めて直接観測することに成功し、超伝導対称性がs波であること、および反強磁性ベクトルで繋がれるフェルミ面上で超伝導ギャップサイズが増大していることを見出した。これらの結果は、高温超伝導が反強磁性揺らぎによって生じていることを示している。また、ホール型Ba_<1-x>K_xFe_2As_2の結果と比較を行うことで、電子型とホール型の両者で超伝導機構が共通である「電子-ホール対称性」が成り立っていることを実験的に示した。さらに、結晶構造の異なるFeTe_<1-x>Se_x超伝導体のフェルミ面と超伝導ギャップを高分解能ARPESによって決定することに初めて成功し、反強磁性揺らぎにもとづく超伝導機構が鉄系高温超伝導体において普遍的に実現していることを示唆した。

利用我们正在建设和改进的超高分辨率光电子能谱仪，对铜氧化物和铁基高温超导体的电子态进行了研究。高精度测定了氧化铜高温超导体Bi_2Sr_2CuO_6中超导性和赝能隙的温度和波数依赖性，并证明了从超导能隙到赝能隙的变化在超导转变温度范围内连续发生。我们还发现，赝能隙消失的温度与超导能隙大小成正比，与波数无关。这些结果表明，多年来一直未解决的赝能隙的起源与超导的前兆现象有关。我们在国际上首次成功直接观测到超导机制未知、超导对称性为s波We的电子铁基超导体BaFe_<2-x>Co_xAs_2的费米面和超导能隙。发现由反铁磁矢量连接的费米表面上的超导带隙尺寸增加。这些结果表明高温超导是由反铁磁涨落引起的。此外，通过将结果与空穴型Ba_<1-x>K_xFe_2As_2进行比较，我们通过实验证明了“电子-空穴对称性”，其中电子型和空穴型都具有共同的超导机制，如图所示。此外，我们首次利用高分辨率ARPES成功测定了不同晶体结构的FeTe_<1-x>Se_x超导体的费米面和超导带隙，并发现了基于反铁磁涨落的超导机制。有人认为这在导体中普遍实现。

项目成果

高分解能ARPESによるホールドープBa_<1-x>K_xFe_2As_2のフェルミ準位微細電子構造

通过高分辨率 ARPES 观察空穴掺杂 Ba_<1-x>K_xFe_2As_2 的费米能​​级精细电子结构

• 发表时间: 2009
• 作者: 並木俊樹、吉山拓志;他4名;中山耕輔;吉山拓志;吉山拓志;中山耕輔;中山耕輔
• 通讯作者: 中山耕輔

Pairing Origin of a Small Pseudogap in Bi_2Sr_2CuO_6 Studied by Ultrahigh-Resolution Angel-Resolved Photoemission Spectroscopy

超高分辨率天使分辨光电发射光谱研究Bi_2Sr_2CuO_6中小赝能隙的配对起源

• 发表时间: 2009
• 作者: 並木俊樹、吉山拓志;他4名;中山耕輔;吉山拓志;吉山拓志;中山耕輔
• 通讯作者: 中山耕輔

高分解能ARPESによる高温超伝導体YBa_2Cu_3O7_<7_δ>の電子状態のドープ量依存性

利用高分辨率 ARPES 研究高温超导体 YBa_2Cu_3O7_<7_δ> 电子态的掺杂依赖性

• 发表时间: 2009
• 作者: 並木俊樹、吉山拓志;他4名;中山耕輔;吉山拓志;吉山拓志;中山耕輔;中山耕輔;中山耕輔
• 通讯作者: 中山耕輔

Universal Electronic Structure for Superconductivity in Iron Arsenides and Chalcogenides

砷化铁和硫族化物超导的通用电子结构

• 发表时间: 2009
• 作者: 並木俊樹、吉山拓志;他4名;中山耕輔
• 通讯作者: 中山耕輔

FeTe_<1-x>Se_xのフェルミ面とバンド構造:高分解能ARPES

FeTe_<1-x>Se_x 的费米面和能带结构：高分辨率 ARPES

• 发表时间: 2009
• 作者: 中山耕輔;久保田正人;他
• 通讯作者: 他