物性物理学：高温超伝導体に似たギャップ挙動を示す界面超伝導体

二次元（2D）電子系における超伝導状態の物理は、高転移温度銅酸化物超伝導体の理解と関係しており、将来、界面電子系を基に超伝導体を開発する上で意義がある。しかし、これらの超伝導電子系において電荷キャリアが減少した場合、スペクトル状態密度などの基本的超伝導パラメーターがどのように変化するか、まだ理解されていない。今回我々は、平面接合を用いたトンネル分光法を利用して、電子スペクトル状態密度の挙動をキャリア密度の関数として測定し、この問題を実験的に明らかにしている。我々は、2D 超伝導体としてLaAlO₃–SrTiO₃伝導性界面を選択している。その理由は、ゲート電場によってこの電子系を連続的に調節できるからである。我々は、状態密度に40マイクロ電子ボルト程度のエネルギーギャップを観測した。その形状はバーディーン・クーパー・シュリーファー超伝導ギャップ関数によってうまく説明される。臨界温度がドーム形依存性を示すのとは対照的に、ギャップはアンダードープ領域、オーバードープ領域の両方において電荷キャリア減少とともに大きくなる。これらの結果は、高転移温度銅酸化物超伝導体の擬ギャップ挙動と類似しており、超伝導ギャップが、擬ギャップに似た挙動に滑らかにつながることは、2D超伝導の一般的特性である可能性があることを意味している。

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