銅酸化物超伝導体におけるボルテックスとピン止め中心の電子状態のNMRによる研究

铜酸盐超导体中涡旋和钉扎中心电子态的核磁共振研究

基本信息

批准号：
11129211
负责人：
後藤貴行
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11129211/
关键词：
NMR ボルテックス第二種超伝導体高温超伝導体

项目摘要

タリウム系高温超伝導体TIM_2CaCu_2O_<7-δ>(M=Ba, Sr) は、キャリヤ濃度をCaサイトの三価イオン置換、あるいは酸素欠損によって反強磁性相から過剰ドープ域まで広範囲に調整可能(最適ドープにおけるT_cは120K程度)である。本研究では、この系におけるボルテックスの電子状態とイントリンシックな元素置換によるピン止めの効果を調べるため、Cu/T1-NMR の測定を行っている。第二種超伝導体の渦糸状態では、磁束が貫通した常伝導コア内部では超伝導領域に比べて化学ポテンシャルが高くなっているため、この隣接した2相を平衡状態に保つための空間電場が必要である。これを作り出すための余剰電荷Q〜ε_0Δ^2/eε_Fがボルテックス内に現れる。「低キャリヤ密度」を特徴とする「高温」超伝導体では、この余剰電荷が実験的に検出可能なくらいに大きくなると期待される。一般に原子核位置の電場勾配はオンサイトの波動関数と周囲の結晶場によって決定される。高温超伝導体のCuサイトの電場勾配は、オンサイトの波動関数の寄与が支配的であることが判っている。これは逆に云えば、Cuサイトの電場勾配を測定することで、Cuサイトの局所3dホール濃度が判ることになる。電場勾配はNMRスペクトルのシフトとして現れるが、ナイトシフトと区別するため、複数の磁場領域で測定し、両者の磁場依存性の違いを利用して分離を行った。図1に示すように超伝導転移温度以下で電場勾配(∝ν_Q)の顕著な減少が見られる。これがボルテックスのcharge up によるものかどうかは、零磁場でのNQRスペクトルの測定と会わせて、現在検討中である。

铊基高温超导体TIM_2CaCu_2O_<7-δ>（M=Ba,Sr）中，载流子浓度可以在从反铁磁相到过掺杂区的较宽范围内调节（最佳掺杂时的T_c约为120K）。在本研究中，我们进行 Cu/T1-NMR 测量来研究该系统中涡流的电子状态以及由于固有元素替代而产生的钉扎效应。在II型超导体的涡旋状态下，磁通量穿过的正常导电芯内的化学势高于超导区域内的化学势，因此需要空间电场来保持这两个相邻相的平衡。必要的。产生此效果的额外电荷 Q~ε_0Δ^2/eε_F 出现在涡流中。在以“低载流子密度”为特征的“高温”超导体中，这种过量电荷预计足够大，可以通过实验检测到。一般来说，核位置的电场梯度由现场波函数和周围晶体场决定。众所周知，高温超导体Cu位点的电场梯度主要由现场波函数的贡献决定。相反，通过测量Cu位点处的电场梯度，可以确定Cu位点处的局部3D空穴浓度。电场梯度在核磁共振谱中表现为偏移，但为了将其与夜移区分开，我们在多个磁场区域中对其进行测量，并利用两者之间磁场依赖性的差异将它们分开。如图 1 所示，在超导转变温度以下观察到电场梯度 (∝ν_Q) 显着降低。目前正在结合零磁场中 NQR 光谱的测量来研究这是否是由于涡流充电所致。