磁性体・超伝導体等の高エネルギースピン励起とその局所構造の研究

磁性材料、超导体等高能自旋激发及其局域结构研究

基本信息

批准号：
11211201
负责人：
大山研司
金额：
$ 39.81万
依托单位：
Tohoku 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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、我が国の文科省高エネルギー加速器研究機構、(KEK)と英国中央研究所審議会(CCLRC)間で締結されている日英科学技術協力事業を進めるものである。同事業は、日本と英国が協力してCCLRC所属のラザフォードアップルトン研究所にある大強度パルス中性子源ISIS施設に単結晶試料専用高性能チョッパー型中性子分光器MAPSを建設し、中性子散乱による先端的物質科学研究を行うものである。日本側は主として、中性子検出器の開発及び設置を分担した。MAPS分光器は平成9年に着工、平成12年度に建設を完了し、平成13年6月より本格実験に入った。本研究本年度で特に進めた研究は、酸化物高温超伝導体(HTCSC)のフォノンについての研究とスピン励起の研究である。HTCSCの超伝導機構についてはスピンを媒介としたものと、従来のBCS理論による考え方がある。BCS理論立場からは銅酸素2次元超伝導面でのハーフ・ブリージングモードの挙動を研究することがもっとも重要とされてきた。特に電子-格子相互作用が直接観測できるフォノンのエネルギー幅の研究が重要である。研究の結果、電荷濃度を変化させ、超伝導温度を変えたいくつかの試料において、系統的な観測が世界で初めてなされた。非常に重要な知見が得られたといってよい。一方、スピン励起の詳細な研究により、波数-エネルギー空間に広がる特徴的な構造が明らかとなった。この特徴は、フェルミ面の形状を表していることが理論的にも予想されており、実験と理論が非常に整合性よく理解できることとなった。これらの研究により、同物質の超伝導機構の理解が非常に進んだといってよい。

这项研究将促进日本教育，文化，体育，科学和技术部高能加速器研究组织（KEK）和英国中央研究所理事会（CCLRC）之间的日本科学与技术合作项目。该项目将与日本和英国合作，在Rutherford Appleton实验室的高强度脉冲中子ISIS ISIS设施上建立一个高性能的切碎型中子光谱仪映射，该图与CCLRC相关，并与CCLRC相关，并使用中子散射进行尖端的物质科学研究。日本人主要分享了中子探测器的开发和安装。地图光谱仪的构建始于1997年，于2000年完成了建设，并于2001年6月开始进行全尺度实验。这项研究尤其是今年进行的研究是对氧化物高温超导体（HTCSC）的声音的研究和旋转兴奋的研究。 HTCSC的超导性机理是由自旋介导的，并且有基于常规BCS理论的观点。从BCS理论的角度来看，研究在铜氧的二维超导性中，研究半呼吸模式的行为最重要的事情。特别是，研究声子的能量宽度很重要，可以直接观察到电子静态相互作用。研究导致世界首次在几种电荷浓度和超导温度不同的样本中进行系统观察。可以说已经获得了极其重要的知识。同时，对自旋激发的详细研究揭示了一种独特的结构，该结构在波数能量空间中传播。从理论上讲，此特征代表费米表面的形状，从而非常一致地了解实验和理论。这些研究大大提高了我们对同一材料的超导机制的理解。