電子ドープ型銅酸化物における高温超伝導発現機構の研究

电子掺杂铜氧化物高温超导机理研究

基本信息

批准号：
13740216
负责人：
藤田全基
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740216/
关键词：
電子ドープ型高温超伝導体磁気-超伝導相図 μSR 磁気励起中性子散乱

项目摘要

平成14年度は、昨年度に作成した電子ドープ型高温超伝導体Pr2-xLaCeaCuO4の磁気-超伝導相図に基づき、熱還元処理することでTc=25Kで超伝導を示すx=0.11を中心に中性子散乱実験を行った。磁気励起と超伝導の関係を調べるという観点から、研究には大別すると以下のような三つの方向性を持たせた。1)x=0.11の酸素量を調整し、反強磁性秩序を示すas-grownから熱処理によって超伝導が発現するまでの過程での、磁気励起スペクトルの変化を調べる。2)高エネルギー領域までの磁気励起スペクトルを測定し、ホールドープ系との類似点、相違点を明らかにする。3)xを変化させ、反強磁性相から超伝導相に入り、さらにオーバードープ領域に至る過程での低エネルギー磁気励起の変化を観測する。1),3)については、反強磁性相秩序相で見られる、運動量空間で非常にシャープな低エネルギー格子整合ピークが、超伝導を示す試料ではブロードニングを起こすという共通する結果を得た。また、超伝導転移温度が高い試料ほど、ブロードニングの傾向が大きいことから、空間的に磁気相関が短距離になることと高いTcが出現することが対応していることが示唆される。2)については、精度の高い測定を行い、約150meVでも磁気励起強度があることを初めて明らかにした。これは、ホールドープ系のLSCOやYBCOでも高エネルギー励起が観測されていることと矛盾しない結果で、キャリアータイプに関わらず、銅酸化物においてはスピン揺らぎがクーパー対の形成に関与するという理論的研究を支持する結果である。また、ホールドープ系の結果に比べると散乱強度は低エネルギー領域に集中しているが、La-214系における磁気揺らぎの特性エネルギーとTcとの関係とほぼ一致するという共通性も定量解析の結果明らかになった。

在2002年，基于去年通过热还原处理，该2002年以X = 0.11进行了X = 0.11，基于电子掺杂高温超导剂PR2- Xlacecuo4的磁性高温超导剂PR2- Xlacecuo的磁性超导率图，该实验表现为超导性。从研究磁激发与超导性之间的关系的角度，该研究大致分为三个方向：1）调整X = 0.11的氧气量，并调整磁激发光谱的变化AS生长过程中的磁激发光谱的变化，该过程表现出抗铁磁序列，表现出抗firomagnetic Order，以通过热处理发展为超导性。 2）测量到高能量范围的磁激发光谱，以阐明与孔掺杂系统的相似性和差异。 3）更改X，以观察过程中低能磁激发的变化，从抗磁相到超导阶段，然后进一步进入过多的区域。关于1）和3），我们获得了一个共同的结果，即低能晶格匹配的峰在动量空间中非常锋利的峰，在抗磁磁相中可以看到，在表现出超导性的样品中经历了拓宽。此外，由于超导过渡温度的越高，提出的拓宽趋势越大，这表明空间范围内的磁相关性较短，高TC的出现与此相对应。关于2），我们进行了高精度测量，并首次揭示了即使在大约150 meV处也存在磁激励强度。这与观察到孔掺杂的LSCO和YBCO的高能量激发的观察，并支持理论研究，即无论载体类型如何，自旋波动都参与铜氧化物中库珀对形成。此外，与孔掺杂系统的结果相比，散射强度集中在低能区域，但定量分析表明，它与LA-214系统中磁波的特性和TC之间的关系相似。