フラットバンドを持つ新しい超伝導体創生の試み

尝试创造一种新的平带超导体

• 批准号: 14654062
• 负责人: 秋光 純
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14654062/
• 关键词: 高温超伝導; フラットバンド; Liebモデル

強相関電子系物質において、フェルミレベルの分散を平坦化することは、その強相関効果を顕在化させる働きがある。特に顕在化する物性として強磁性と超伝導が考えられる。特に高温超伝導体においては、フェルミレベル近傍でk=(π,0),(0,π)での分散が平坦化している。また理論的観点からも、フェルミレベルの分散を平坦化すると1粒子励起が抑制され、2粒子励起が高められ超伝導に有利であると考えられている。以上の背景のもと、我々は銅酸化物を取り上げ以下に示す3つの物質群での超伝導開発を行った。1)Liebモデルを基礎とした物質開発-Ba_8Ca_<16/15>Cu_<64/15>O_y(CO_3)_<2.66>-Ba_8Ca_<16/15>Cu_<64/15>O_y(CO_3)_<2.66>の結晶構造はCuO_2二次元面内のCuサイトがCO_3基で1/4置換された既知の物質であり、その電気伝導性は絶縁体である。このBa_8Ca_<16/15>Cu_<64/15>O_y(CO_3)_<2.66>のCa^<2+>サイトをNa^+で置換し、ホール・キャリアを注入し超伝導化を試みた。その結果、T_c=117Kから超伝導性が確認された。Ba-Ca-Cu-O-CO_3系では既知の超伝導体(T_c=110K)が存在するが、XRDからは既知物質は確認されておらず、Ba_8Ca_<16/15>Cu_<64/15>O_y(CO_3)_<2.66>による超伝導の可能性は高い。現在、相の特定を行っている。2)団子格子モデルに基づく物質開発-PrBa_<2-x>A_xCu_3O_y (A=Ca, La)-PrBa_2Cu_3O_yはYBa_2Cu_3O_yと同じ結晶構造を有しているにも関わらず超伝導が出現しない物質である。我々はこのPrBa_2Cu_3O_yに過剰酸素を注入し、CuO鎖を2次元面とすることにより、超伝導化を目指した。結果、金属的伝導は示すが、測定最低温である5Kまで超伝導は確認されていない。3)平坦なバンド構造が期待される物質開発-LaCuOCh (Ch=S, Se, Te)-我々は、理論的モデル物質のみではなく、平坦なバンド構造を有する物質として知られているLaCuOCh (Ch=S, Se, Te)を母体とした超伝導体開発も行った。La^<3+>サイトをSr^<2+>等で置換し、ホール・キャリアコントロールを行った。現在のところ金属的な伝導を示すものの、超伝導は確認されていない。

在强期分割的电子物质中扁平流动的FERMI水平的分布具有揭示其强相关效应的功能。特别是，铁磁和超导被认为是明显的特性。特别是在高温度超导体中，k =（π，0），（0，π）之间的分散在费米水平附近扁平。从理论的角度来看，抑制了费米水平的分布，抑制了一种粒子的激发，并增加了两个颗粒的激发，并且被认为对超导压是有利的。在上述背景下，我们捡起了铜氧化物，并以下面显示的三种物质进行了超导。 1）基于Lieb Model -BA_8CA_ <16/15> CU_ <64/15> O_Y（CO_3）_ <2.66> -ba_8ca_ <16/15> cu_ <64/15> o_y（co_3）_ <<<2.66> o_y（co_3）_ < 2.66>的结构是一种已知的物质，其中CUO_2上的Cu位点两个二维侧是一个 - /4被CO_3组代替，其电导率是绝缘子。我替换了此BA_8CA__ <16/15> CU_ <64/15> O_Y（CO_3）_ <2.66> Na^+的CA^<2+>网站，并试图超导性。结果，从T_C = 117K确认了超电导率。在BA-CA-CU-O-CO_3系列中，有一个已知的超导体（T_C = 110K），但是从XRD，BA_8CA__ <16/15> cu_ <64/15>中没有证实已知的物质O_Y（CO_3）_ <2.66>的超导能力很高。目前，我们正在确定阶段。 2）基于饺子晶格模型的材料开发-prba_ <2 -x> a_xcu_3o_y（a = ca，la）-prba_2cu_3o_y是一种物质，即使它具有与yba_2cu_3o_y相同的晶体结构，也没有超导。我们是通过将多余的氧气注入PRBA_2CU_3O_Y并使CuO链两个维度来实现超导。结果，显示了金属传导，但是尚未确认超导体最高5K，这是最低的测量。 3）具有平坦带结构的材料开发-lacuoch（CH = S，SE，TE）-lacuoch（CHK（CH）（CHK（CH）），称为具有平坦带结构的物质，以及理论模型物质基于= S，SE，SE开发了超导体，TE）。 LA^<3+>该网站被SR^<2+>取代，并进行了Hall职业控制。目前，它已显示金属传导，但尚未确认超导。

项目成果

秋光 純, 銭谷 勇磁: "新しい金属系超伝導体MgB_2と最近の展開"金属. Vol.72No.1. 5-10 (2002)

Jun Akimitsu、Yuji Zeniya：“新型金属超导体 MgB_2 和最新进展”Metals Vol.72No.1（2002）。

M.Udagawa et al.: "Raman scattering investigation of high temperature ferromagnetic crystals"J.Phys.Soc.Jpn.. Vol.71Suppl. 314-316 (2002)

M.宇田川等：“高温铁磁晶体的拉曼散射研究”J.Phys.Soc.Jpn.Vol.71Suppl.。

H.Takagiwa, K.Ohishi, J.Akimitsu et al.: "Magnetic Properties in Phase IV of Ce_<0.8>Nd_<0.2>B_6 Studied by Muon Spin Relaxation"J.Phys.Soc.Jpn.. Vol.71Suppl. 118-120 (2002)

H.Takagiwa、K.Ohishi、J.Akimitsu等人：“通过μ子自旋弛豫研究的Ce_<0.8>Nd_<0.2>B_6相IV的磁性”J.Phys.Soc.Jpn..Vol.71Suppl.。

村中 隆弘, 秋光 純: "MgB_2の高温超伝導"セラミックス. Vol.37[4]. 255-260 (2002)

Takahiro Muranaka，Jun Akimitsu：“MgB_2 的高温超导性”陶瓷，第 37 卷[4]。

秋光 純: ""梯子"でせまる超伝導の謎?梯子型超伝導物質の発見とその物性"科学. Vol.72No.3. 358-364 (2002)

Jun Akimitsu：“通过‘梯’揭开超导之谜？梯型超导材料及其物理性质的发现”《科学》第 72 卷第 358-364 期（2002 年）。