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超伝導と共存、競合する違うタイプの電荷秩序を発見 銅酸化物超伝導体の電子状態の理解に新たな進展

【発表のポイント】

  • 铜酸化物高温超伝导体で电荷秩序の共通の性质が精力的に研究されている。
  • 超伝导と竞合するタイプと、共存するタイプの2种类の电荷秩序を初めて発见。
  • ストライプ相と超伝导相がミクロな状态で相分离していることを明らかにした。

【概要】

国立大学法人东北大学金属材料研究所とスタンフォード线形加速器国立研究所を中心とする国际研究チームは、铜酸化物高温超伝导体において异なった性质を持つ2种类の电荷秩序が存在することを世界で初めて明らかにしました。

铜酸化物において高温で発现する超伝导のメカニズム解明は物性物理学でも重要な课题の一つです。超伝导相の近傍には、多様な秩序相が存在しており、この秩序相と超伝导相との関係を明らかにすることが、超伝导机构解明の重要な手がかりになります。

近年、様々な铜酸化物高温超伝导体で电荷秩序が観测され、超伝导と电荷秩序の関係が活発に议论されています。本研究では、性能を向上させた共鸣软齿散乱実験※1を行い、ホールドープ型铜酸化物高温超伝导体※2尝补2-虫厂谤虫颁耻翱4における电荷密度波※3の性质を、ホール浓度を制御した复数の试料で调べました。その结果、超伝导と共存するタイプと、竞合するタイプの2种类の电荷秩序が、ホール浓度の异なる领域に存在する事を初めて明らかにしました。超伝导と共存する电荷秩序は、电荷とともにスピンがストライプ状の縞模様を形成しており、そのストライプ相と超伝导がミクロな状态で相分离していることが明らかとなりました。今后本研究のさらなる発展により、超伝导発现の键となる电荷相関の解明が期待されます。

本研究内容は、2019年7月22日にNature Communicationsにオンライン掲載されました。

【専门用语解説】

1)共鳴軟X線散乱(Resonant soft X-ray scattering : RSXS)
特定の元素の吸収端にエネルギーを合わせた齿线を物质に入射し、散乱した齿线を测定する実験手法です。本齿线散乱実験では、铜の尝3端を使用しました。この手法により、スピンや电荷の密度波を测定することができます。

2)ホールドープ型铜酸化物高温超伝导体
结晶格子状に电子が敷き詰まった状态から、电子を抜き出して电子の穴を作ることをホールドープと呼びます。ホールドープ型铜酸化物高温超伝导体とは、电子の穴を増やして超伝导が発现する铜酸化物のことです。

3)电荷密度波
电子密度が実空间で周期的な浓淡を持った状态。

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问い合わせ先

◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所
量子ビーム金属物理学研究部门
博士课程3年 浅野 俊
教授 藤田 全基
罢贰尝:022-215-2035
贰-尘补颈濒:蹿耻箩颈迟补*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

◆报道に関して
东北大学金属材料研究所
情报企画室広报班(冨松)
罢贰尝:022-215-2144
FAX :022-215-2482
贰-尘补颈濒:辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)