高圧下でのアルカリ土類金属銅酸化物の合成

碱土金属铜氧化物的高压合成

基本信息

批准号：
07740545
负责人：
廣井善二
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740545/
关键词：
高圧合成銅酸化物はしご格子スピンラダー超伝導

项目摘要

本研究の主な目的は、高圧合成法を用い、アルカリ土類金属-銅酸化物系において、新しい構造や物性が期待される化合物を合成することにあった。研究の初期において、ランタン-ストロンチウム-銅酸化物系において、新しい化合物La_<1-x>Sr_xCuO_<2.5>が合成できることを見出し、圧力6万気圧、温度900〜1000℃の合成条件で単相の多結晶試料を得ることに成功した。X線回折、電子線回折実験とその解析により、試料の結晶構造を決定し、この化合物が銅と酸素がはしご状に並んだ擬1次元構造を持つことを示した。同様のはしご格子は、最近、理論により、特異な物性と特に新しい超伝導を示しうることが指摘されており、実験面でも大きな注目を浴びている。例えば、SrCu_2O_3は、低温で理論的に予測されたように、400K程度の大きさのスピンギャップを有することが確立されている。しかし、これまでに知られているはしご化合物では、超伝導性を得るために必要と指摘されている伝導キャリアの導入が困難であったため、その確認がなされなかった。本実験で発見されたLa_<1-x>Sr_xCuO_<2.5>では、ストロンチウムの量によってキャリア濃度を調整することができ、キャリア量増加に伴う絶縁体-金属転移が観測された。しかしながら、超伝導性を確認するには至らなかった。今後の研究において、その原因を明らかにすることで、さらに新しいはしご化合物合成の指針が得られるものと期待される。

本研究的主要目的是利用高压合成法合成碱土金属-氧化铜体系中的化合物，有望具有新的结构和物理性质。在我们研究的早期阶段，我们发现可以在镧-锶-铜氧化物体系中合成一种新的化合物La_<1-x>Sr_xCuO_<2.5>，并成功获得了多晶样品。通过X射线衍射和电子衍射实验及其分析，确定了样品的晶体结构，表明该化合物具有铜和氧呈阶梯状排列的准一维结构。类似的梯形晶格最近在实验上引起了广泛关注，因为理论表明它们可以表现出不寻常的物理特性，特别是新的超导性。例如，正如理论预测的那样，SrCu_2O_3 在低温下具有高达 400 K 的自旋间隙。然而，这一点在迄今为止已知的梯形化合物中尚未得到证实，因为很难引入据说是实现超导所必需的导电载流子。在本实验中发现的La_ 1-x Sr_xCuO_ 2.5 中，载流子浓度可以通过锶的量来调节，并且随着载流子量的增加观察到绝缘体-金属转变。然而，超导性无法得到证实。希望未来的研究能够通过阐明其原因，为合成新的梯形化合物提供指导。