高温超伝導体および低次元銅酸化物における電荷とスピンの秩序と超伝導の競合・共存

高温超导体和低维铜酸盐中电荷和自旋顺序与超导性的竞争与共存

基本信息

批准号：
14038205
负责人：
小池洋二
金额：
$ 1.41万
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.La系高温超電導体La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Zn_y_O4のx=0.10,0.115,0.13において、Zn量を細かく変化させた試料を作成し、μSR実験と帯磁率の測定を行い、磁性と超伝導の関係を調べた。その結果、Zn濃度とともに増加するCuスピンのゆらぎがスローイングダウンした領域の体積分率と非超伝導の領域の体積分率がよく一致していることが分かった。この結果は、Znが電荷とスピンの動的なストライプ秩序をピン止めするために、Znの周りでは静的なストライプ秩序が形成され、超伝導が破壊されるとする所謂ストライプモデルとスイスチーズモデルで理解できることが分かった。また、La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Ni_yO_4のx=0.13においても、Ni量を細かく変化させた試料を作製し、同様の測定を行った。その結果、NiにもZnと同様の効果があるが、スピンをもつNiは非磁性のZnほど動的なストライプ秩序をピン止めする力が強くないことが分かった。2.酸素の相分離を抑制したLa系La_<1.8>Nd_<0.2>CuO_<4+δ>において観測されていた1/8異常(P〜1/8において超伝導が抑制される現象)は、同様の過剰酸素La系La_<2-x>Bi_xCuO_<4+δ>では観測されなかった。この物質では、CuO_2面が平坦な結晶構造をしており、この平坦さが動的ストライプ秩序のピン止めを阻害し、1/8異常の出現を阻止しているものと推測された。3.種々の低次元量子スピン系銅酸化物の熱伝導を測定した。特筆すべきは、4本足梯子格子系La_2Cu_2O_5において、梯子の足方向の伝導率が極めて大きくなることを発見したことである。そして、このマグノンによる熱伝導の寄与が極めて大きいと結論した。また、スピンギャップ系であるTlCuCl_3では、低温・強磁場におけるマグノンのボーズ-アインシュタイン凝縮相で熱伝導度が著しく増大することを発見した。

1.制备了La基高温超导体La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Zn_y_O4的x=0.10、0.115、0.13的Zn含量精细变化的样品，并进行了μSR实验和磁化率测量。研究了磁性与超导性之间的关系。结果发现，随Zn浓度增加而增加的Cu自旋波动减慢的区域的体积分数与非超导区域的体积分数非常一致。这个结果是基于所谓的条纹模型和瑞士奶酪模型，它指出Zn固定了电荷和自旋的动态条纹顺序，因此在Zn周围形成静态条纹顺序，破坏了超导性。它。另外，对于x＝0.13的La_ 2-x > Sr_xCu_ 1-y > Ni_yO_4，制作Ni量微细变化的样品，进行同样的测定。结果表明，尽管Ni具有与Zn相同的效果，但自旋轴承Ni对动态条带顺序的钉扎力不如非磁性Zn那么强。 2. 在氧相分离受到抑制的 La 系 La_<1.8>Nd_<0.2>CuO_<4+δ> 中观察到的 1/8 异常（超导性被抑制在 P~1/8 的现象）是，在类似的过量氧La系La_<2-x>Bi_xCuO_<4+δ>中没有观察到。在这种材料中，CuO_2平面具有平坦的晶体结构，并且假设这种平坦度抑制了动态条带序的钉扎并防止了1/8异常的出现。 3.测量了多种低维量子自旋铜酸盐的热导率。特别值得注意的是，我们发现在四足梯晶格系统La_2Cu_2O_5中，朝向梯腿的电导率变得非常大。他们得出的结论是，这些磁振子对热传导的贡献非常大。此外，在自旋间隙系统TlCuCl_3中，我们发现磁子玻色-爱因斯坦凝聚相的热导率在低温和强磁场下显着增加。