閉じた系でのタリウム系超伝導体の合成と物性

封闭系统铊基超导体的合成及物理性质

• 批准号: 03211206
• 负责人: 上田 寛
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-03211206/
• 关键词: タリウム系超伝導体; 化学量論比の制御; 相図; X線回折; 核四極子共鳴; 核磁気共鳴

タリウムを含む超伝導体とくにTl_2Ba_2CuO_6(Tlー2201)について、出発物質としてBaCO_3の熱分解によるBaOを使い、試料調整過程を不活性雰囲気下で行い、金チュ-ブ中に溶封しての、閉じた系での化学量論比の制御された合成を試みた。その上で、相平衡、構造および物性の検討を行った。Tlー2201の場合、正方晶と斜方晶のものが報告されているが、本研究の結果、正方晶はTlがかなり(5%程度)欠損したものであることが判明した。Tlー2201の斜方晶構造は、Laー214と同じく、ヤ-ンテラ-的相転移より生じると一般には理解されているが、X線回折の温度変化実験からはLaー214との類似性は見られず斜方晶相は正方晶相からの相転移から生じるのではなく、Tlー2201は本来的に斜方晶であり、Tl欠損により正方晶に変化するものと理解される。また、斜方晶歪の温度変化は、YBCOやLaー214系と同様に超伝導転移温度以下で変化しなくなる傾向にあり、超伝導と格子特に斜方晶歪の程度との密接な関係を暗示している。核四極子共鳴実験において、結晶構造的にはCuのサイトは1種類しか存在しないが、2種類のスペクトルが観測される。同様のことは、アルカリ±類金属を置換したLaー214系でも観測され、これら超伝導体では、微視的にみれば、局所的環境や電子状態の異なるCuサイトが2種類存在することを示している。Tlー2201の場合、Tlサイトも結晶学的には1種類であるがやはり2種類観測される。また、CuO_2面の酸素サイトは、Laー214系では2種類観測されるのに対し、Tlー2201では1種類しか観測されない( ^<17>O核磁気共鳴実験)。このような、高温超伝導体における局所的構造や微視的電子状態の違いは、今後、高温超伝導機構との関連から興味深い問題である。

关于含铊超导体，特别是Tl_2Ba_2CuO_6(Tl-2201)，以BaCO_3热分解得到的BaO为起始材料，在惰性气氛下进行样品制备过程，并将样品密封在金管中。是为了在封闭系统中合成化学计量比。在此基础上，我们研究了相平衡、结构和物理性质。就Tl-2201而言，已报道了四方晶系和斜方晶系晶体，但本研究的结果发现，四方晶系的Tl存在相当大的（约5%）缺陷。一般认为，Tl-2201 的斜方结构是由类 Yantella 相变产生的，就像 La-214 一样，但 X 射线衍射温度变化实验表明，它与 La-214 相似，因为斜方相是。虽然没有观察到，但可以理解，斜方相不是由四方相的相变产生的，但Tl-2201最初是斜方相，并且由于Tl缺乏而变成四方相。此外，与YBCO和La-214系统类似，正交应变的温度变化在低于超导转变温度时趋于停止变化，这表明超导性与晶格中的正交应变程度之间存在密切关系。在核四极共振实验中，虽然晶体结构上只有一种Cu位点，但观察到两种类型的光谱。在碱金属被取代的La-214体系中也观察到了类似的现象，并且发现在这些超导体中，微观上显示出两种类型的具有不同局域环境和电子态的Cu位点。就Tl-2201而言，虽然晶体学上只有一种类型的T1位点，但观察到两种类型。此外，在La-214系统中观察到CuO_2平面上的两种类型的氧位点，但在Tl-2201中仅观察到一种类型(^ 17 O核磁共振实验)。高温超导体中局域结构和微观电子态的这种差异是未来与高温超导机制相关的一个有趣的问题。

项目成果

Kazuyoshi YOSHIMURA: "Copper NMR and NQR in La_<2ーx>Sr_xCuO_4‐No Evidence for Coexitence of Magnetic Ordering and Superconductivity down to 1.3K" J.Phys.Soc.Japan. 58. 3057-3060 (1989)

Kazuyoshi YOSHIMURA：“La_<2ーx>Sr_xCuO_4 中的铜 NMR 和 NQR - 没有证据表明低至 1.3K 的磁有序性和超导性共存”J.Phys.Soc.Japan 58. 3057-3060 (1989)。

Shinsaku KAMBE: "NMR Studies of Metallic and Superconducting Tl_2Ba_2CuO_y" Proceedings of 2nd ISSP International Symposium on Physics and Chemistry of Oxide Superconductors(Springer‐Verlag).

Shinsaku KAMBE：“金属和超导 Tl_2Ba_2CuO_y 的 NMR 研究”第二届 ISSP 国际氧化物超导体物理和化学研讨会论文集（Springer-Verlag）。

Shinsaku KAMBE: " ^<17>O, ^<63>Cu and ^<205>Tl NMR Study of Overーdoped Tl_2Ba_2CuO_y" Physica C. 185ー189. 1181-1182 (1991)

Shinsaku KAMBE：“过掺杂Tl_2Ba_2CuO_y的^ 17 O、^ 63 > Cu和^ 205 Tl NMR研究”Physica C.185-189(1991)。

Akihiko HAYASHI: "Temperature Dependence of Orthorhombic Distortion in Oxide Superconductors" Proceedings of 2nd ISSP International Symposium on Physics and Chemistry of Oxide Superconductors(Springer‐Verlag).

Akihiko HAYASHI：“氧化物超导体中正交变形的温度依赖性”第二届 ISSP 国际氧化物超导体物理和化学研讨会论文集（Springer-Verlag）。