核磁気共鳴法による局所的構造変化と電子状態および超伝導特性に関する研究

利用核磁共振技术研究局部结构变化、电子态和超导特性

基本信息

批准号：
03211201
负责人：
熊谷健一
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Hokkaido University
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：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03211201/
关键词：
核磁気共鳴、NMR μSR 酸化物超伝導体反強磁性構造相転移

项目摘要

結晶の対称性の変化が超伝導に影響を与える典型例として、La_<2-x>Ba_xCuO_4系のx=0.12付近の狭い領域でバルクの超伝導が急激に消失する問題がある。この組成領域では60KでCuO_6面体の回転に伴う構造相転移が生ずると共に、電子系の変化を示唆する電気抵抗、ホ-ル係数等の急激な変化が観例される。本研究では、ミクロな実験手段である核磁気共鳴法(NMR,NQR)、及びミュ-オンスピン回転(μSR)を用いて、酸化物高温超伝導物質La_<2-x>(BS,Sr)_xCuO_4系でのCu,La_-スペクトルの共鳴周波数、核磁気暖和時問等を測定することにより、この系での局所的構造の変化と磁性の相関を調べた。La_<2-x>Ba_xCuO_4のBa濃度x=0.12付近で、高圧酸素炉の使用をふくめ様々なガス雰囲気中でできるだけ均一な試料を作製し試料依存性も調べた。Cuの零磁場核磁気共鳴(NMR)を観測し、そのスペクトルが20‐80MHzまで広く分布することを見いだした。さらにμSR測定ではスピン偏極のおよそ35K付近から減少しており、この2つの実験結果はCuサイトに明らかに内部磁場が存在することを示している。磁気転移温度はおよそ35Kであり、低温への構造相転移温度(60K)より低い温度である。磁気秩序状態は低温正方晶のみで観測され、構造相転移との移い相関がみられた。この様に本研究では、低温正方晶への構造相転移による電子係の局在化が、低温でCuスピンの磁気秩序状態をもたらし、超伝導を抑制することを明らかにした。

晶体对称性变化如何影响超导性的一个典型例子是La_<2-x>Ba_xCuO_4体系中x=0.12附近的狭窄区域中体超导性突然消失的问题。在该组成区域中，由于CuO_六面体的旋转，在60K时发生结构相变，并且观察到电阻、霍尔系数等的快速变化，表明电子系统的变化。本研究利用核磁共振波谱（NMR、NQR）和μ子自旋旋转（μSR）等显微实验工具对氧化物高温超导材料La_<2-x>(BS,Sr)_xCuO_4进行了分析通过测量体系中Cu、La_谱的共振频率、核磁暖时间等，研究了体系中局部结构变化与磁性的相关性。在各种气氛下制备尽可能均匀的样品，包括使用高压氧气炉，La_2-xBa_xCuO_4的Ba浓度接近x＝0.12，并且还研究了样品依赖性。我们观察了Cu的零场核磁共振(NMR)谱，发现其谱分布广泛，从20到80MHz。此外，在μSR测量中，自旋极化从35K左右开始降低，这两个实验结果清楚地表明Cu位点存在内部磁场。磁转变温度约为35K，低于结构相变温度至低温（60K）。仅在低温四方晶体中观察到磁有序态，并且观察到与结构相变的位移相关性。通过这种方式，这项研究揭示了由于结构相变到低温四方结构而导致的电子局域化导致了低温下铜自旋的磁有序状态，从而抑制了超导性。