新しい超伝導酸化物の物質開発-量子スピン系へのキャリアの導入を指針として

新型超导氧化物材料的开发——以载流子引入量子自旋系统为指导

基本信息

批准号：
06216218
负责人：
高木英典
金额：
$ 1.6万
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06216218/
关键词：
超伝導ホウ炭化物ホウ窒化物ハルデンギャップ

项目摘要

新しい高温超伝導への物質ルートとしてRETM_2B_2Cで表わされる一連のホウ炭化物を見い出した。遷移金属TMとしてNi,Pd,Ptを用いたとき超伝導が観測される。このうち特にYPd_2B_2Cの転移温度Tcは金属間化合物としては23Kに及ぶことが示された。TM=Co,Ir,Rhでは構造を形成することは可能であるが超伝導は示さない。また、磁性希土類を含むRENi_2B_2Cが希土類の磁性と超伝導の競合した新しい磁性超伝導体であることを示した。この新しい物質群の構造が、銅酸化物超伝導体と同じように層状の構造であることを利用して、層の積層パターンを制御することにより、系統的に類縁構造を有する物質の開発を行った。その結果、新しいホウ窒化物超伝導体La_3Ni_2B_2N_3を発見した。この成果はいわゆるブロック層の概念に基づいた「物質設計」の手法が、新しい物質群に適用可能であることを示したことになり、物質開発の題材としての展望が新たに開かれたといえる。新しいホウ炭化物の良質試料を合成しその基本的超伝導特性を明らかにした。新しい系は清浄極限にある第二種超伝導で、電気的には三次元的な系である。その電子状態密度は比較的高く、遷移金属のd電子の寄与が支配的であること、電子相関の効果が重要であることを示した。他グループと共同で、強い電子相関の帰結であるd電子の反強磁性スピン揺らぎを見い出した。

我们发现了一系列以RETM_2B_2C为代表的碳化硼，作为高温超导的新材料途径。当使用Ni、Pd和Pt作为过渡金属TM时观察到超导性。其中，作为金属间化合物，YPd_2B_2C的转变温度Tc高达23K。虽然可以形成TM=Co、Ir、Rh的结构，但不表现出超导性。我们还表明，含有磁性稀土的RENi_2B_2C是一种新型磁性超导体，其中稀土的磁性和超导性相互竞争。利用这组新材料具有与铜酸盐超导体相似的层状结构这一事实，我们可以通过控制层的堆叠模式来系统地开发具有类似结构的材料。结果发现了一种新的氮化硼超导体La_3Ni_2B_2N_3。这一结果表明，基于所谓块层概念的“材料设计”方法可以应用于一组新的材料，可以说作为材料开发的学科开辟了新的前景。合成了新型碳化硼的高质量样品，并阐明了其基本超导性能。新系统是处于清洁极限的II型超导体，并且是电三维的。结果表明，电子态密度较高，过渡金属的d电子贡献占主导地位，电子关联效应很重要。与其他小组合作，我们发现了 d 电子的反铁磁自旋涨落，这是强电子相关性的结果。