反強磁性的スピン揺らぎを媒介とする銅酸化物高温超伝導機構に特有な不純物効果の研究

反铁磁自旋涨落介导的铜酸盐高温超导机制特有的杂质效应研究

基本信息

批准号：
12740229
负责人：
大橋洋士
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

平成12年度の研究計画に基き、銅酸化物高温超伝導体超伝導相における、反強磁性的スピン揺らぎのスペクトルに対する非磁性不純物効果を研究した。その結果、この超伝導体で期待されているd波超伝導の場合、不純物散乱がユニタリティ極限にあると、不純物近傍に低エネルギー束縛状態が形成され低エネルギーの状態密度が増大、それに伴い、反強磁性的スピン揺らぎが超伝導状態下にあっても低温で増大することを見出した。これに対し、不純物散乱がボルン散乱で記述される場合は、不純物近傍に低エネルギー束縛状態が形成されない為、ユニタリティ極限の場合のようなスピン揺らぎの増大は見られず、反強磁性的スピン揺らぎのスペクトルは全エネルギー領域で抑えられることが分かった。ユニタリティ極限における本研究結果は、ZnをドープしたYBa_2Cu_3O_7に対する中性子散乱で観測された、反強磁性的スピン揺らぎの低エネルギースペクトルの増大の実験結果と一致する(Znによる不純物散乱はユニタリティ極限にあることが実験的に知られている。)。更に、低エネルギーのスピン揺らぎの増大により、銅サイトにおける核磁気緩和が低温で増大することをも理論的に示したが、この点についても、それを裏付ける実験結果が、最近、ZnをドープしたYBa_2Cu_3O_7、YBa_2Cu_4O_8において得られている。従って、Znをドープした銅酸化物高温超伝導に見られる反強磁性的スピン揺らぎの異常の原因は、上述した機構に因るものと考えられる。

根据2000年的研究计划，我们研究了非磁性杂质对铜酸盐高温超导体超导相反铁磁自旋涨落谱的影响。结果，在该超导体预期的d波超导情况下，当杂质散射处于幺正极限时，在杂质附近形成低能束缚态，低能态密度增加，并且我们发现，即使在超导条件下，铁磁自旋涨落在低温下也会增加。另一方面，当用玻恩散射描述杂质散射时，在杂质附近不会形成低能束缚态，因此自旋涨落不会像酉极限那样增加，并且发现反铁磁自旋涨落发生。的光谱在整个能量范围内被抑制。本研究在幺正极限下的结果与在掺Zn的YBa_2Cu_3O_7中子散射中观察到的反铁磁自旋涨落低能谱增加的实验结果一致(Zn的杂质散射在幺正极限内)。实验可知）。此外，我们从理论上表明，由于YBa_2Cu_3O_7和YBa_2Cu_4O_8中低能自旋波动的增加，铜位点的核磁弛豫增加。因此，在掺杂Zn的高温超导铜氧化物中观察到的反铁磁自旋异常波动的原因被认为是由于上述机制。