JavaScriptを有効にして再度、お越しください。ログイン~2013年の「ノーベル物理学賞」はヒッグス粒子の理論を提唱した物理学者ヒッグス氏とアングレール氏が受賞しました。KEKの岩崎先生がヒッグス粒子についてのご発表資料をリポジトリで公開されています。ご興味のある方120教材→05サイエンスカフェへをご覧ください。同様にKEKの中村先生のヒッグス粒子についてのご発表資料は、120教材→01中高生のための科学セミナーにございます。OA~」をアップしました。●2019年3月修了者の博士論文をアップしました。●2019年9月修了者の博士論文要旨をアップしました。発見されてより四半世紀。今だ、その発現機構の全ては明らかにされておらず超伝導への謎は尽きない。本研究で対象とする銅酸化物超伝導体の物質群は、その高い超伝導転移温度を示すだけでなく、その周りには母物質の反強磁性モット絶縁体に始まり、スピングラス的状態、超伝導揺らぎに関連していると考えられるネルンスト効果、そして擬ギャップ状態といった変化に富み、興味深い物理現象を多く示す。いうことを明らかにすることで、高い超伝導転移温度をもつ原因が明らかになり、そして室温で超伝導となる物質を探査する糸口が見つかるかもしれない。その中で、特に注目されているものは、超伝導の発現と関係しているかもしれないと考えられている擬ギャップ現象である。測定技術の向上により劇的にその実態が明らかにされつつある擬ギャップ状態の研究成果を踏まえて、これまで行われていなかったミュオンスピン回転法(SR法)を用いたミュオンナイトシフト測定から、さらに新しい知見を得ようと試みた。これまで磁性からの寄与が少なからず存在し磁性によるシフトと擬ギャップによるシフトを明確に区別できなかった事と高い上部臨界磁場(Hc2)を持つ為に、基底状態までミュオンナイトシフトによる擬ギャップ状態の観測が困難であると考えられ、ほとんど測定が行なわれてこなかった。測定として初めて擬ギャップの直接観測に成功し、かつ複数のホール濃度による系統的測定を行なった。その結果、擬ギャップが観測し始める温度T*及びミュオンナイトシフトの温度依存性からギャップの大きさ*を見積もり、ホール濃度依存性を得た。Kで残留シフトが観測された。これは運動量(k)空間の基底状態で、フェルミ面に状態密度が存在する事を示し、擬ギャップとは別に金属的状態にある電子(又はホール)が存在することをSRの結果からも示した。本研究結果から、1)擬ギャップ(T*,*)と超伝導転移温度Tc及びネルンスト効果測定から報告されている超伝導揺らぎのホール濃度依存性は相関していない事、2)他の測定手法によるBi2201の先行研究の物質系とでは、ホールドープの仕方が異なりTcが約1.5倍異なるが、擬ギャップT*は、ほぼ同じ値を示し、少なくともT*はTcの値から独立に決まる値のように見える事、3)超伝導が発現しない過剰ドープ試料でも、擬ギャップは観測された事、4)擬ギャップ形成に伴い消失する状態密度のホール濃度依存性は一定であるが、超伝導を担う超流体密度はTcにおよそ相関するホール濃度依存性を示す、という考察結果を得て、擬ギャップと超伝導は別の物理現象であり、直接的な前駆現象ではないという結論を得た。高横磁場SR実験の緩和率の温度依存性から、これまでLa2−xSrxCuO4のSR実験から報告されているような磁場誘起磁性がBi2201でも存在することを示唆する結果を得た。これは、強磁場によるスピン揺らぎの抑制が磁性を誘起させることで出現すると考えられる。この磁場誘起磁性は、ミュオンスピン緩和率の温度依存性及び磁場依存性から起源が異なるものが2種類存在し、一方は反強磁性揺らぎに関係したもの、他方は超伝導に関係するスピン揺らぎである可能性を示唆した。本論文は、擬ギャップが超伝導の前駆現象を前提とするモデルに対して、これを否定するという厳しい制限を与えると共に、本実験結果はk空間で擬ギャップを形成していない金属的状態にある電子(もしくはホール)が電気伝導や超伝導状態を担っていると理解する方が自然である事を示している。基底状態において、この金属的状態の状態密度は、不足ドープでは超伝導相と共に出現し、ドープ共にその割合も増加する。これらの事実はモット絶縁体から少し離れ、超伝導相が出現する希薄ドープから過剰ドープ側では、超伝導相の基底状態はバンド描像で理解できるとする理論的考えとは一致する。以上のように理論モデルに対しても一定の制限を与えることに成功した。