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論文

Hybridization of Bogoliubov quasiparticles between adjacent CuO$$_2$$ layers in the triple-layer cuprate Bi$$_2$$Sr$$_2$$Ca$$_2$$Cu$$_3$$O$$_{10+delta}$$ studied by angle-resolved photoemission spectroscopy

出田 真一郎*; Johnston, S.*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 森 道康; 安齋 太陽*; 井野 明洋*; 有田 将司*; 生天目 博文*; 谷口 雅樹*; et al.

Physical Review Letters, 127(21), p.217004_1 - 217004_6, 2021/11

Hybridization of Bogoliubov quasiparticles (BQPs) between the CuO$$_2$$ layers in the triple-layer cuprate high-temperature superconductor Bi$$_2$$Sr$$_2$$Ca$$_2$$Cu$$_3$$O$$_{10+delta}$$ is studied by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES). In the superconducting state, an anti-crossing gap opens between the outer- and inner-BQP bands, which we attribute primarily to interlayer single-particle hopping with possible contributions from interlayer Cooper pairing. We find that the $$d$$-wave superconducting gap of both BQP bands smoothly develops with momentum without abrupt jump in contrast to a previous ARPES study. Hybridization between the BQPs also gradually increases in going from the off-nodal to the anti-nodal region, which is explained by the momentum-dependence of the interlayer single-particle hopping. As possible mechanisms for the enhancement of the superconducting transition temperature, the hybridization between the BQPs, as well as the combination of phonon modes of the triple CuO$$_2$$ layers and spin fluctuations are discussed.

論文

Thickness-dependent magnetic properties and strain-induced orbital magnetic moment in SrRuO$$_{3}$$ thin films

石上 啓介*; 吉松 公平*; 豊田 大介*; 滝沢 優*; 吉田 鉄平*; 芝田 悟朗*; 原野 貴幸*; 高橋 文雄*; 門野 利治*; Verma, V. K.*; et al.

Physical Review B, 92(6), p.064402_1 - 064402_5, 2015/08

 被引用回数:29 パーセンタイル:80.07(Materials Science, Multidisciplinary)

Thin films of the ferromagnetic metal SrRuO$$_{2}$$ (SRO) show a varying easy magnetization axis depending on the epitaxial strain, and undergo a metal-to-insulator transition with decreasing film thickness. We have investigated the magnetic properties of SRO thin films with varying thicknesses fabricated on SrTiO$$_{3}$$(001) substrates by soft X-ray magnetic circular dichroism at the Ru M2,3 edge. Results have shown that, with decreasing film thickness, the film changes from ferromagnetic to nonmagnetic at around 3 monolayer thickness, consistent with previous magnetization and magneto-optical Kerr effect measurements. The orbital magnetic moment perpendicular to the film was found to be 0.1$$mu$$B/Ru, and remained nearly unchanged with decreasing film thickness while the spin magnetic moment decreases. A mechanism for the formation of the orbital magnetic moment is discussed based on the electronic structure of the compressively strained SRO film.

論文

Application of tritium tracer techniques to observation of hydrogen on surface and in bulk of F82H

大塚 哲平*; 田邉 哲朗*; 徳永 和俊*; 吉田 直亮*; 江里 幸一郎; 鈴木 哲; 秋場 真人

Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1135 - 1138, 2011/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:20.43(Materials Science, Multidisciplinary)

Hydrogen including a trace amount of tritium was loaded on the edge surface of an F82H rod. After the loading, the rod was held at 298 or 323 K to allow hydrogen diffuse in and release out. Tritium tracer techniques have been applied to determine hydrogen depth profiles and hydrogen release rates by using an tritium imaging plate technique and a liquid scintillation counting technique, respectively. The depth profiles were composed of a surface localized component within 200 $$mu$$m of the surface and a diffused component extending over 1 mm in depth. The apparent hydrogen diffusion coefficients obtained from the depth profile of the diffused component are near the extrapolated value of the literature data determined at higher temperatures. The surface localized component, which is attributed to trapping at surface oxides and/or defects, was released very slowly to give apparent diffusion coefficients much smaller than those determined from the diffused component.

論文

Angle-resolved photoemission spectroscopy study of PrFeAsO$$_{0.7}$$; Comparison with LaFePO

西 一郎*; 石角 元志; 出田 真一郎*; Malaeb, W.*; 吉田 鉄平*; 藤森 淳*; 小谷 佳範*; 久保田 正人*; 小野 寛太*; Yi, M.*; et al.

Physical Review B, 84(1), p.014504_1 - 014504_5, 2011/07

 被引用回数:20 パーセンタイル:66.65(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄系超伝導体PrFeAsO$$_{0.7}$$の角度分解光電子分光の研究を行い、フェルミ準位付近のフェルミ面とバンド分散を調べた。へき開表面の極性により激しくホールドープされた電子状態が観測された。しかしながら、われわれはバンド幅を約2.5倍減少させ化学ポテンシャルを70meV下げるとLDAの計算と合うことを見いだした。これまでに報告されているLaFePOと比較することで、$$d$$$$_{3z^{2}-r^{2}}$$$$yz,zx$$によるバンドのエネルギー位置が両者で非常に大きく異なることがわかった。このことはLDA計算で予言されているように異なるニクトゲン高さに起因する。

論文

Crossover from coherent quasiparticles to incoherent hole carriers in underdoped cuprates

橋本 信*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 藤森 淳*; 奥沢 誠*; 脇本 秀一; 山田 和芳*; 掛下 照久*; 永崎 洋*; 内田 慎一*

Physical Review B, 79(14), p.140502_1 - 140502_4, 2009/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:52.72(Materials Science, Multidisciplinary)

In underdoped cuprates, only a portion of the Fermi surface survives as Fermi arcs due to pseudogap opening. In hole-doped La$$_{2}$$CuO$$_{4}$$, we have deduced the "coherence temperature" $$T_{coh}$$ of quasiparticles on the Fermi arc above which the broadened leading edge position in angle-integrated photoemission spectra is shifted away from the Fermi level and the quasiparticle concept starts to lose its meaning. $$T_{coh}$$ is found to rapidly increase with hole doping, an opposite behavior to the pseudogap temperature $$T^{*}$$. The superconducting dome is thus located below both $$T^{*}$$ and $$T_{coh}$$, indicating that the superconductivity emerges out of the coherent Fermionic quasiparticles on the Fermi arc. $$T_{coh}$$ remains small in the underdoped region, indicating that incoherent charge carriers originating from the Fermi arc are responsible for the apparently metallic transport at high temperatures.

論文

Relationship between the superconducting gap and the pseudogap; Temperature-dependent photoemission study of La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ and La$$_{2}$$CuO$$_{4.10}$$

橋本 信*; 田中 清尚*; 吉田 鉄平*; 藤森 淳*; 奥沢 誠*; 脇本 秀一; 山田 和芳*; 掛下 照久*; 永崎 洋*; 内田 慎一*

Physica C, 460-462(2), p.884 - 885, 2007/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:18.97(Physics, Applied)

高温超伝導研究において、${it T$_{rm c}$}$より高温から現れる擬ギャップと超伝導ギャップの関係の解明は重要な課題である。本研究では、広い濃度領域のLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$と過剰酸素導入により超伝導化したLa$$_{2}$$CuO$$_{4.10}$$を用い、角度積分光電子分光を温度変化させて測定し、擬ギャップと超伝導ギャップを調べた。結果、擬ギャップは低ホール濃度へ向かって増大して行くのに対し、超伝導ギャップは超伝導を示す試料でほとんど一定であった。これらの結果は、超伝導ギャップがフェルミ面アーク付近(0,0)-($$pi$$,$$pi$$)で開き、擬ギャップはフェルミ面の($$pi$$,0)近傍で開くことで説明でき、低ホール濃度ではフェルミアークが小さくなることから、超伝導ギャップは大きくなれないことを示している。

論文

Distinct doping dependences of the pseudogap and superconducting gap of La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ cuprate superconductors

橋本 信*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 藤森 淳*; 奥沢 誠*; 脇本 秀一; 山田 和芳*; 掛下 照久*; 永崎 洋*; 内田 慎一*

Physical Review B, 75(14), p.140503_1 - 140503_4, 2007/04

 被引用回数:64 パーセンタイル:89.48(Materials Science, Multidisciplinary)

高温超伝導体La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の低濃度から高濃度に渡る試料と、過剰酸素を導入したLa$$_{2}$$CuO$$_{4.10}$$の試料を用いて、角度積分光電子分光実験を行った。結果、超伝導ギャップと擬ギャップは異なるホール濃度依存性を示した。ホール濃度の低下に伴い、超伝導ギャップエネルギーは小さいままほとんど変化しないのと対照的に、擬ギャップエネルギーと擬ギャップ温度は顕著な増加を示した。この結果は、超伝導ギャップがフェルミアークの(0,0)-$$(pi,pi)$$方向に生じ、擬ギャップが$$sim(pi,0)$$付近に生じていることを示唆しており、両ギャップが微視的に異なる起源を持つことを明らかにした。

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