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Cu,Tl,Bi,Pb系超伝導材料の電子構造に与える酸化還元処理の効果の光電子研究

研究報告コード R013000285
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 寺田 教男
  • 渡辺 恒夫
  • 池川 純夫
  • 伊豫 彰
  • 田中 康資
  • 伊原 英雄
研究者所属機関
  • 鹿児島大学
  • 東京理科大学
  • (株)東芝
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門
研究機関
  • (株)東芝
  • 鹿児島大学
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門
  • 日本電信電話(株)
報告名称 Cu,Tl,Bi,Pb系超伝導材料の電子構造に与える酸化還元処理の効果の光電子研究
報告概要 高圧合成された(Cu,Tl)-1223とTl-1223の光電子研究から,還元によってTl原子価が減少してCuO2面の全ホール数を保存するように働くことが明らかになった。このメカニズムを正しく理解するために各種の系で光電子スペクトルを比較した。Bi-2223単結晶,4GPaの高圧と通常の焼結で作った(Cu,Tl)-1223とTl-1223のセラミック,それにPb-3212のエピタキシャル膜を用いた。図1(a)はBi-2223の還元による価電子帯スペクトルの変化を示す。シフトはほとんど見られない。この系では還元でCuO2面のホール濃度が減少し,Tcの単純な低下と矛盾しない。図1(b)では(Cu,Tl)-1223のCu3dピークが還元で0.35eVシフトしている。超伝導に有害なホール濃度の減少がTl原子価の変化で補償されて,二種類のCuO2面の間でホールの再分布が起きて電子構造を最適化している。Pb-3212は図1(c)のように大きな変化を示す。酸素ビーム処理の直後ではCu3dピークが0.5eVシフトしておりCuO2面のホールの大きな減少を意味している。この時のPb4f信号は二価(~60%)と四価(~40%)から成っている。一方還元状態では二価だけである。(Pb2Cu)Oxの過剰酸化が強いホール引力となり結局CuO2面からのホールの移動を導いている。これはPb-3212系の強酸化の絶縁層から酸素空乏の30K超伝導層への転移を説明できる。
画像

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研究分野
  • 酸化物系超伝導体の物性
  • 超伝導材料
  • 光電子放出
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 伊原 英雄(独立行政法人産業技術総合研究所エレクトロニクス研究部門)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 寺田 教男,渡辺 恒夫,池川 純夫,伊豫 彰,田中 康資,伊原 英雄. Photoemission study of an effect of oxidation-reduction treatment on electronic structure of Cu-, Tl-, Bi- and Pb-system superconductors. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.40 - 40.

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