遷移金属酸化物量子スピン系の磁気励起の研究

过渡金属氧化物量子自旋系统的磁激发研究

基本信息

批准号：
12046202
负责人：
熊谷健一
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hokkaido 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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

従来、渦糸状態でのNMR緩和時間は常伝導渦糸コアからのスピン拡散の効果として説明されてきた。しかし、高温超伝導体のような異方的d-波超伝導体では、渦糸コアの電子状態密度は従来のBCS型s-波超伝導体とは大きく異なると考えられる。そこで、site-selectiveなNMRによる新しい観点からの渦糸コアの準粒子状態に関する研究をおこなった。YBa_2Cu_3O_7とYBa_2Cu_4O_8の^<17>O-NMR、およびT1_2Ba_2CuO_6(T_c=80K)の^<205>T1-NMRを測定した。磁束格子を組むT_<melt>より低温では核緩和率、1/T_1に大きな周波数(空間)依存性が観測された。磁場分布の鞍点(超伝導領域)で核緩和率は最も抑えられており、低周波側(4角格子を組む磁束を結ぶ方向)と、鞍点から高周波(磁束コア)に向かうにつれ1/T_1は増大する。磁束コアに近づくにつれ増加する1/T_1は、磁束の周りの超伝導電流による準粒子エネルギーのDoppler shiftよる局所的な状態密度の増加で説明できる。磁束間方向での1/T_1の増加は、Doppler shiftよる局所的な状態密度の増加だけでは説明できず、磁束を結ぶ4回対称方向での準粒子状態密度の増加による可能性がある。渦糸コア領域内では1/T_1は減少する。このことは磁束コア内での準粒子状態密度の減少を示している。一方、Cuスピンによる反強磁性揺らぎを感ずるT1サイトでは1/T_1は大きく増大する。また、渦糸コア近傍でのT1サイトでは緩和回復曲線が大きく分布している。これらの実験結果は、局所的な反強磁性磁気モーメントの揺らぎが渦糸コア内で増大していることを示している。FT-NMRによる空間的にspatially-resolve-NMRの研究は、酸化物超伝導体における渦糸コアの準粒子状態密度や反強磁性揺らぎの局所的空間分布を分離して捉えることが可能であり、異方的超伝導体において空間分布する局所的な準粒子状態の研究に有効であることを示した。

传统上，涡旋状态下的核磁共振弛豫时间被解释为正常传导涡旋核心的自旋扩散效应。然而，在高温超导体等各向异性 d 波超导体中，涡核中的电子态密度被认为与传统的 BCS 型 s 波超导体显着不同。因此，我们利用位点选择性核磁共振从新的角度对涡核的准粒子态进行了研究。测量YBa_2Cu_3O_7和YBa_2Cu_4O_8的 17 O-NMR以及T1_2Ba_2CuO_6的 17 O-NMR(T_c＝80K)。在低于形成磁通晶格的 T_<melt> 的温度下观察到核弛豫率 1/T_1 具有较大的频率（空间）依赖性。核弛豫率在磁场分布的鞍点（超导区域）处受到最大抑制，并且1/T_1在低频侧（连接形成方晶格的磁通量的方向）并且从鞍点开始减小朝向高频（磁通芯）增加。随着磁通量接近核心，1/T_1 的增加可以通过局部态密度的增加来解释，该增加是由于磁通量周围的超导电流导致准粒子能量的多普勒频移而导致的。通量间方向上 1/T_1 的增加不能仅用多普勒频移导致的局部态密度增加来解释，而可能是由于 4 倍对称方向上准粒子态密度的增加所致连接磁通量。 1/T_1 在涡核区域内减小。这表明磁通芯内的准粒子态密度降低。另一方面，1/T_1 在 T1 位点显着增加，由于 Cu 自旋，T1 位点经历反铁磁波动。此外，弛豫恢复曲线广泛分布在涡核附近的T1位点。这些实验结果表明，涡核内的局部反铁磁矩波动增加。使用 FT-NMR 进行空间分辨核磁共振研究可以分离和捕获氧化物超导体中涡核的准粒子态密度和反铁磁涨落的局部空间分布，我们表明该方法对于研究各向异性中空间分布的局部准粒子态是有效的。超导体。