水素をド-プした高温超伝導体のプロトンNMRによる超伝導機構の研究

利用质子核磁共振研究氢掺杂高温超导体的超导机理

基本信息

批准号：
01631516
负责人：
二木治雄
金额：
$ 1.28万
依托单位：
University of the Ryukyus
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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01631516/
关键词：
酸化物高温超伝導体核磁気共鳴(NMR)磁気共鳴核磁気緩和

项目摘要

水素をド-プした酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_7-δHxは、水晶中の水素濃度が大きくなるにつれて、超伝導にかかわる諸物性が影響を受ける事が知られている。そこで、我々は、水素原子をプロ-ブとして、微視的見地からこの超伝導の発現機構を研究するために、^1H核のNMRを行った。[1]1)初めに、試料の超伝導性に影響を与えない水素濃度であるx=0.2の試料YBa_2Cu_3O_<6.94>H_<0.2>(Tc=92K)について、77Kから300Kの温度範囲で、粉末試料を用いて、共鳴線幅およびスピン-格子緩和時間T_1の温度変化を測定し、以下の事を明らかにした。(i)室温では、水素原子が結晶中で運動しているが、150K以下では、水素原子がCu(1)の付近にトラップされる。この時の運動の活性化Energyは、〜30KJ/molである。(ii)Tc直上でT_1・T=一定とはならない。もし、T_1・T=一定が存在するならば、Tc直上の狭い領域に限られる。Tc直下では1/T_1は増大し、〜0.93Tcで最小、それ以下で1/T_1は急速に減少する。このenhancementがなぜ生じるかについては、幾つかの可能性があり、現在、考察中である。(2)Tc以下の線幅の温度変化より絶対0度での磁場の侵入深さの値λo〜2500Åを求めた。この値は、μSR等の結果と良く一致する。[2]次に、試料の水素濃度をx=0.5に変化させ、線幅およびT_1の温度変化を測定し、1)Tc=90K、2)室温で水素原子は運動し、130K以下で、水素原子は結晶中にトラップされる。その時の線幅は、約1.5G、運動の活性化Energyは、〜3KJ/molである。x=0.2の試料(Tc=92K)と比較すると、x=0.5では、1)Tcが低い。2)線幅1.5Gより、水素のトラップのされ方は、x=0.2と違い、Activation energyも小さい。Tc以下でのT_1の振舞いより、77K以下で、enhancementを生じると考えられる。

已知掺氢氧化物高温超导体YBa_2Cu_3O_7-δHx的各种与超导相关的物理性质随着晶体中氢浓度的增加而受到影响。因此，我们以氢原子为探针对^1H原子核进行核磁共振，从微观角度研究超导机制。 [1]1) 首先，对于样品YBa_2Cu_3O_<6.94>H_<0.2> (Tc=92K)，x=0.2，不影响样品超导性的氢浓度，在77K到300K的温度范围内，我们使用粉末样品测量了共振线宽和自旋晶格弛豫时间 T_1 的温度变化，并阐明了以下内容。 (i) 在室温下，氢原子在晶体中移动，但低于 150K，氢原子被捕获在 Cu(1) 附近。此时的运动活化能为~30KJ/mol。 (ii) T_1·T=在 Tc 上方不是常数。如果存在 T_1·T=constant，则其仅限于 Tc 正上方的狭窄区域。略低于 Tc，1/T_1 增加，在 ~0.93Tc 处达到最小值，低于该值，1/T_1 迅速减小。至于为什么会出现这种增强，有多种可能性，目前正在考虑这些可能性。 (2)从Tc以下线宽的温度变化确定绝对0度λo~2500 Å处的磁场穿透深度值。该值与μSR等的结果吻合较好。 [2]接下来，将样品的氢浓度改变为x=0.5，并测量线宽和T_1温度变化。原子被捕获在晶体中。此时的线宽约为1.5G，运动活化能约为3KJ/mol。与x=0.2（Tc=92K）的样品相比，x=0.5时，1) Tc更低； 2)当线宽为1.5G时，氢捕获的活化能较小，这与x=0.2时不同。根据 T_1 在 Tc 以下的行为，认为在 77K 以下会发生增强。