ESRによるLa214系の不純物効果の研究

ESR研究La214系列中杂质的影响

基本信息

批准号：
10740157
负责人：
野尻浩之
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku 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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740157/
关键词：
ESR サブミリ波不純物効果

项目摘要

La214系を始めとする高温超伝導を示す酸化物ならびにその関連物質にホールを不純物ドープしたときに現れるストライプの起源およびストライプ相での磁気励起に関してサブミリ波ESRにより調べた。まずストイキオメトリのLa_2NiO_4において世界で初めて反強磁性共鳴(AFMR)を観測することに成功した。低温4.2Kにおけるc面内でのAFMRの角度依存性は正方晶から期待される90度パターンを示さず、面内のスピンは結晶軸から15度程度ずれていることがわかった。これは、交換相互作用の異方的成分が大きいことを示している。過剰酸素ドープしたLa_2NiO_4においてはホストのスピン波が乱れによって不鮮明になる一方で、異方性ギャップが母体スピン波の約20%と異常に小さい低エネルギーの磁気励起が波数ゼロの励起として現れることを見いだした。このような低エネルギーの励起の出現はスピンギャップを示すCuGeO_3であらわれる低エネルギーの反強磁性スピン波モードと類似している。ドープした酸素の乱れをクエンチやアニールによって制御すると、この低エネルギー励起は大きな影響を受け、乱れが大きくなると消失する。このことから、この新しい励起はホールが母体結晶中に規則的に配列した時に出来るスピン波状のモードであることが確認した。またこの低エネルギーの励起の異方性は、結晶のc面内で4回対称の異方性を示し、その方向はホールの作るストライプの方向と一致している。このモードが母体の反強磁性の転移点の約50%程度より低温で現れることから、ホールが完全に局在化する温度はかなり低く、低温までゆらぎが残っていると考えられる。さらに関連物質であるBi_2CuO_4の反強磁性共鳴の観測にも成功した。

在氧化物中掺杂孔时出现的条纹的起源，在氧化物中表现出高温超导性，例如LA214系统和相关材料，以及条纹相位的磁激发，通过亚毫米波ESR进行了研究。首先，我们成功地观察了抗铁磁共振（AFMR）在世界上首次在Stoichiementry la_2nio_4中。在4.2k的低温下，AFMR在C平面中的角度依赖性并未显示从四方晶体预期的90度模式，并且发现平面中的自旋从晶体轴上移动约15度。这表明交换相互作用的各向异性成分很大。在过量的氧气掺杂LA_2NIO_4中，宿主自旋波因湍流而变得模糊，而低能的磁激发具有异常小的各向异性间隙，大约20％的基质旋转波，被发现作为零波数的激发。这种低能激发的出现与出现在Cugeo_3中的低能抗磁性自旋波模式相似，该模式出现在Cugeo_3中，该模式显示出旋转间隙。当掺杂氧的干扰通过淬火或退火控制时，这种低能激发会极大地影响，并且当干扰增加时消失。这证实了这种新的激发是一种自旋波模式，当孔定期排列在基质晶体中时。此外，这种低能激发各向异性在晶体的C平面内显示了四个对称的各向异性，并且方向与孔产生的条纹的方向一致。由于该模式的温度低于矩阵的抗铁磁过渡点的约50％，因此孔完全局部的温度非常低，并且人们认为波动一直保持到低温。此外，我们还成功地观察了相关材料BI_2CUO_4的抗磁性共振。