遷移金属酸化物における磁気・電荷揺らぎの空間不均一性に関する研究

过渡金属氧化物磁和电荷涨落的空间不均匀性研究

基本信息

批准号：
12046239
负责人：
山田和芳
金额：
$ 34.24万
依托单位：
Tohoku University (2003)Kyoto University (2000-2002)
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

主な実績として以下の2つを報告する。(1)カナダのトロント大学との共同研究で、銅酸化物超伝導体La2-xSrxCuO4のSr高濃度領域の試料についての中性子非弾性散乱実験を行い、磁気的揺らぎと超伝導消失との相関を調べた。その結果、超伝導相に特徴的に見られる、長周期磁気密度変調はSr濃度が増加し、超伝導転移温度が低下するとともに振幅が弱くなることが明らかになった。さらにSr濃度が増え、超伝導が消えた試料では、長周期磁気密度変調は少なくとも低周波数領域に関しては消失している。これらのことから、超伝導発現と長周期磁気密度変調の揺らぎの振幅は強く相関していることが予想される。(2)アメリカ、ブルックヘブン国立研究所との共同研究として、銅酸化物超伝導体La2-xBaxCuO4(X=1/8)の中性子非弾性散乱実験をラザフォード研究所のパルス中性子散乱装置MAPSを用いて行なった。この試料は、いわゆる電荷ストライプを示す、最も理想的な系であるが、大型単結晶育成が困難で、今まで広い周波数領域での中性子散乱実験は出来なかった。我々は単結晶育成の段階からブルックヘブン研究所と共同研究を行ない、約60グラムの単結晶育成に成功した。中性子散乱実験の結果、約200meVという高いエネルギー(周波数)領域までの磁気信号の観測に成功した。得られた分散関係は、別の超伝導体YBa2Cu3Oyの分散関係と似ており、銅酸化物超伝導体に共通のスピン揺らぎが存在することを示唆している。また理論計算との比較から、この分散関係がいわゆる磁気梯子系の特徴を示すことがわかった。

我们报告以下两项主要成就。（1）与加拿大多伦多大学联合研究，对氧化铜超导体La2-xSrxCuO4富Sr区域的样品进行了非弹性中子散射实验，研究了磁涨落与超导消失之间的相关性。进入其中。结果表明，随着Sr浓度的增加和超导转变温度的降低，超导相的长周期磁密度调制特性幅度减弱。此外，在Sr浓度增加且超导性消失的样品中，长周期磁密度调制至少在低频区域消失。根据这些事实，预计超导性的发生与长周期磁密度调制的波动幅度密切相关。（2）与美国布鲁克海文国家实验室联合研究，利用卢瑟福实验室的脉冲中子散射装置MAPS对铜酸盐超导体La2-xBaxCuO4（X=1/8）进行了非弹性中子散射实验。该样品是最理想的系统，呈现出所谓的电荷条纹，但很难生长大型单晶，并且迄今为止在较宽的频率范围内进行中子散射实验还不可能。我们与布鲁克海文实验室从单晶生长阶段开始联合研究，成功生长出重约60克的单晶。通过中子散射实验，我们成功观察到了高达约 200 meV 的高能（频率）区域的磁信号。所获得的色散关系与另一种超导体YBa2Cu3Oy的色散关系类似，表明铜酸盐超导体中存在常见的自旋涨落。此外，与理论计算的比较表明，这种色散关系表现出所谓磁梯系统的特征。