紫外レーザーを用いた顕微超高分解能光電子分光法の開発と新規超伝導体の電子状態研究

紫外激光显微超高分辨率光电子能谱研制及新型超导体电子态研究

基本信息

批准号：
03J11145
负责人：
津田俊輔
金额：
$ 1.22万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11145/
关键词：
光電子分光新規超伝導体超伝導ギャップ

项目摘要

本年度は顕微光電子分光を行う前段階として紫外レーザーを用いた光電子分光研究を行った。対象として新規超伝導体であるMgB_2に炭素置換を施したMg(B_<1-x>C_x)_2と層状窒化物超伝導体ZrNCl_<1-x>を選んだ。MgB_2は約40Kという高い超伝導転移温度を持つ。これまで2種類の異なる対称性を持つフェルミ面上で異なる大きさの超伝導ギャップが開いていることが明らかにし、その成果を昨年度発表した。MgB_2の超伝導転移機構は電子格子相互作用によるものと考えられてきているが、格子振動を乱すことで超伝導特性、特に超伝導ギャップにどのような影響が現れるかを調べるためにMg(B_<1-x>C_x)_2を用いて研究を行った。その結果、炭素置換により大きな超伝導ギャップには急激に減少し、小さいギャップはほとんど影響を受けないことがわかった。また、2つのギャップの炭素置換量依存性と温度依存性から2ギャップモデルで解析した結果、バンド間の相互作用が炭素置換により増加していることがわかった。この成果は"Carbon-substitution dependent multiple superconducting gap of MgB_2: a "sub-meV" resolution photoemission study"としてPhysical Review B誌に投稿しており、現在査読中である。ZrNClはバンド絶縁体であるが、Clを欠損させることにより最高で約13Kの転移温度を持つ超電導物質になることが知られている。Nの同位体置換効果の研究から、従来型BCS超伝導体とは異なる結果が得られており、その超伝導転移起源は現在のところわかっていない。紫外レーザーを用いた光電子分光法により、N同位体置換効果を調べた。超伝導ギャップに関してはまだ確かな情報を得るにはいたっていないが、格子振動に関連した構造とそのN同位体置換効果を観測した。

今年，我们使用紫外激光进行了光电子能谱研究，作为微光电子能谱的第一步。我们选择了碳取代的新型超导体Mg(B_<1-x>C_x)_2和层状氮化物超导体ZrNCl_<1-x>。 MgB_2具有较高的超导转变温度，约为40K。到目前为止，已经揭示了不同尺寸的超导能隙在具有两种不同类型对称性的费米表面上打开，结果于去年公布。 MgB_2的超导转变机制一直被认为是由于电子晶格相互作用所致，但为了研究干扰晶格振动如何影响超导性能，特别是超导能隙，利用<1-x>C_x进行了Mg(B_研究)_2.结果表明，碳替代导致大超导间隙急剧减小，而小间隙几乎不受影响。另外，使用基于两个间隙的碳取代量依赖性和温度依赖性的二间隙模型进行分析的结果发现，能带之间的相互作用由于碳取代而增加。该结果已作为“MgB_2 的碳替代依赖性多重超导能隙：一项“亚兆电子伏”分辨率光电子研究”提交给《物理评论 B》，目前正在接受同行评审。 ZrNCl是带状绝缘体，但已知通过删除Cl，它就成为超导材料，最高转变温度约为13K。 N同位素替代效应的研究产生了与传统BCS超导体不同的结果，并且超导转变的起源目前尚不清楚。使用紫外激光通过光电子能谱研究了 N 同位素取代的影响。尽管我们尚未获得有关超导能隙的可靠信息，但我们观察到了与晶格振动及其氮同位素替代效应相关的结构。