空間反転対称性の破れた超伝導体のスピン・角度分解光電子分光

空间反演对称性破缺超导体的自旋和角分辨光电子能谱

基本信息

批准号：
09J00227
负责人：
吉田力矢
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度における研究では、非従来型超伝導の前駆現象としても注目されるURu_2Si_2の「隠れた秩序相転移」について研究を行った。URu_2Si_2は、研究課題の主題である空間反転対称性の破れた超伝導と同様に、対称性の破れと物性との関連が議論されている物質である。以下に今年度の研究実施状況を示す。1、光電子スペクトルにおける微細構造に関する解析実験条件を改善したURu_2Si_2の超高分解能光電子分光測定を行った結果、光電子スペクトルに微細構造が観測された。観測された微細構造は2種類存在する。ひとつは、転移温度以下で出現するフェルミ準位近傍の重いバンドに見られるバンドの分裂であり、もうひとつは波数依存性が見られないサテライト構造である。これらの構造の温度変化と波数依存性から、隠れた秩序を特徴づける電子構造であることが示唆された。2、URu_2Si2の超高分解能放射光三次元ARPES隠れた秩序相転移前後における電子状態の周期性を議論するために、放射光を利用した超高分解能ARPES測定を実施した。大きな有効質量を持つ電子バンドがZ点近傍に観測され、この構造はK_2依存性を示すことから、バルクの電子状態であることが明らかとなった。試料の温度を転移温度以下にすると、この電子バンドにギャップが形成され、フェルミ準位を横切らないカモメ型のバンドに変化する事が観測された。Γ点では、転移温度以下でのみ、Z点で観測されたカモメ型のバンドと同様の構造が観測され、相転移以下の温度においてΓ点とZ点が等価になっていることが強く示唆される。Γ点とZ点を結ぶ最も単純なベクトルは(001)であり、(001)が隠れた秩序における秩序ベクトルになっている事、そして隠れた秩序相で並進対称性が自発的に破れている事が支持された。

在今年的研究中，我们研究了URu_2Si_2中的“隐藏有序相变”，它作为非常规超导的先驱而受到关注。 URu_2Si_2是一种正在讨论对称性破缺与物理性质之间关系的材料，类似于作为研究主题的空间反演对称性破缺的超导性。今年研究实施情况如下。 1.光电子能谱中的精细结构分析在改进的实验条件下对URu_2Si_2进行超高分辨率光电子能谱测量，结果在光电子能谱中观察到了精细结构。观察到两种类型的精细结构。一种是在转变温度以下出现的费米能级附近的重带中看到的能带分裂，另一种是不依赖波数的卫星结构。这些结构的温度变化和波数依赖性表明它们是具有隐藏有序特征的电子结构。 2. URu_2Si2的超高分辨率三维同步加速器ARPES 为了讨论隐序相变前后电子态的周期性，利用同步辐射进行了超高分辨率ARPES测量。在Z点附近观察到有效质量较大的电子能带，该结构表现出K_2依赖性，表明其为体电子态。当样品的温度降低到转变温度以下时，在该电子带中形成了间隙，并且观察到它变为不跨越费米能级的海鸥形带。在 Γ 点，仅在相变温度以下观察到与在 Z 点观察到的海鸥形带类似的结构，这强烈表明在低于相变的温度下 Γ 点和 Z 点是等效的。连接 Γ 点和 Z 点的最简单向量是（001），（001）是隐序相中的序向量，平移对称性在隐序相中自发破缺得到了支持。