超伝導関連酸化物における不定比酸素の秩序化および凍結現象と低温相挙動の熱的解明

超导相关氧化物中非化学计量氧有序和冻结现象以及低温相行为的热解析

基本信息

批准号：
05224221
负责人：
小國正晴
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05224221/
关键词：
超伝導相分離相転移ガラス転移マルテンサイト熱容量

项目摘要

La_2NiO_<4+δ>およびLa_2CuO_<4+δ>結晶は高温でともにK_2NiF_4構造を持ち、過剰酸素を持つ後者結晶の低温相で超伝導性が見出されている。両結晶は酸素組成に不定比性を示すために、過剰酸素の平均組成、配置、さらに配置変化速度の詳細は低温における各結晶相の構造、性質、また超伝導性に重要な影響を及ぼすものと予想される。特に酸素組成が異なる2相への分離は過剰酸素の長距離的な拡散を伴うために、その過程は低温で次第に緩慢になり、ガラス転移を経て凍結する可能性がある。そこで本研究では、La_2NiO_<4+δ>とLa_2CuO_<4+δ>結晶の相挙動と過剰酸素の配置変化速度を統一的に明らかにすることを目的として、断熱型熱量計を用いた両結晶の熱容量測定を行った。La_2NiO_<4+δ>結晶では、δ=0.00結晶において81Kの構造相転移、335Kの反強磁性相転移を観測した。δ=0.14では292Kに一次の構造相転移、45K付近に他の熱異常を見出した。δ=0.11および0.14においてはガラス転移に特徴的な発熱、続いて吸熱のエンタルピー緩和を観測し、相分離の存在とともに過剰酸素配置の200K付近での凍結過程を明らかにした。La_2CuO_<4+δ>結晶では、相分離領域にあるδ=0.015および0.035において200〜300Kの温度域で3つの熱容量異常を観測した。δ=0.015で287K、δ=0.035で295Kの異常はイジング系の分子場理論の結果に相似した二次相転移、265Kの異常は無拡散過程として進行するマルテンサイト的な構造相転移であり、δ=0.015における222Kの異常は吸熱効果を伴う一次の相転移である。La_2CuO_<4+δ>結晶では相分離に基づくガラス転移は観測されず、低温で超伝導性を示す結晶相は300K以下で3つの構造相転移を通じて形成されることを明らかにした。酸素組成の異なる二相への分離は従って300K以上で進行し、λ型の熱容量異常として見出されるものと予想される。

La_2NiO_<4+δ>和La_2CuO_<4+δ>晶体在高温下均具有K_2NiF_4结构，且后者在过量氧的低温相中发现了超导性。由于两种晶体都表现出非化学计量的氧组成，因此过量氧的平均组成和排列以及排列变化速率的细节对每个晶相在低温下的结构、性能和超导性具有重要影响。预计特别是，由于分离成具有不同氧成分的两相涉及过量氧的长距离扩散，因此该过程在低温下逐渐减慢，并且存在通过玻璃化转变而冻结的可能性。因此，在本研究中，为了统一阐明La_2NiO_<4+δ>和La_2CuO_<4+δ>晶体中过量氧的相行为和构型变化率，我们使用绝热量热计对这两种晶体进行了研究。测量热容量。在La_2NiO_<4+δ>晶体中，我们在81K时观察到结构相变，在δ=0.00晶体中观察到335K时反铁磁相变。在 δ=0.14 时，我们在 292K 处发现了一级结构相变，并在 45K 左右发现了其他热异常。在δ=0.11和0.14时，我们观察到玻璃化转变的放热特征，随后出现吸热的焓弛豫，并揭示了相分离的存在以及过量氧构型在200 K左右的冻结过程。在La_2CuO_<4+δ>晶体中，在200-300K温度范围内，在δ=0.015和0.035处观察到三个热容异常，均处于相分离区域。 287K δ=0.015 和 295K δ=0.035 时的异常是类似于伊辛体系分子场理论结果的二阶相变，265K 时的异常是马氏体结构相变，以非- δ=0.015 处的 222K 异常是伴随吸热效应的一级相变。我们发现La_2CuO_<4+δ>晶体中没有观察到由于相分离导致的玻璃化转变，并且在300 K以下通过三个结构相变形成了在低温下表现出超导性的晶相。因此，预计在 300 K 以上会发生不同氧成分的两相分离，并被发现为 λ 型热容异常。