強い電子相関をもつ電気伝導性酸化物における構造相転移機構の研究

强电子关联导电氧化物结构相变机理研究

• 批准号: 05640417
• 负责人: 前野 悦輝
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05640417/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 熱膨張率; 構造相転移

層状ペロブスカイト型構造のLa_<2-χ>M_χCuO_4(M=Ba,Sr,Ca等)では,強い電子相関のため電子の状態密度に電荷移動型ギャップができ,キャリアはこのギャップ内の新しい状態「インギャップ状態」に導入されて,電気伝導および超伝導を担っている。この物質系では種々の構造相転移がみられるが,その多くがキャリア濃度と密接に依存しており,このような強相関電子系における電子-格子相互作用に基づく構造相転移の特質を明らかにするのが本研究の目的である。今年度に新たに得られた成果の第一は,特定の結晶軸方向に圧力を加えて試料を冷却することで,研究対象の中心である斜方晶構造相で双晶境界のない単分域試料が得られるようになったことである。これにより,層状の銅-酸素面に平行と垂直方向の間での物理量の異方性を調べるという当初計画に加えて,面内での異方性,すなわち銅-酸素面のつくる波状構造の方向性が構造相転移,電気伝導性,超伝導性にどのように関わっているかを明らかにできるようになった。そこで今年度の研究ではまず,キャパシタンス法による熱膨張率測定に加えて,特定の結晶軸方向に圧力を加えてのX線回折実験と歪みゲージ法による熱膨張率測定も併用して行い,いかなる条件・方法で単結晶試料の単分域化が起こるのかを詳しく調べあげた。こうして得られた単分域試料について,正方晶-斜方晶の構造相転移に伴う熱膨張率の変化を比熱の測定結果と比較することにより,構造相転移温度の各結晶軸ごとの圧力依存性と構造揺らぎの異方性を初めて明らかにした。現在は我々の研究室で育成できるようになったLa_<2-χ>Sr_χCuO_4の大型単結晶を用いてキャリア濃度依存性を調べる実験が進行中である。また様々な元素置換を行うことにより,低温正方晶相の存在自体は超伝導性を妨げないが,銅あたりのキャリア濃度が1/8のときは電子系の不安定性による超伝導の抑制が起こり,そこでは低温正方晶相の存在によって超伝導の抑制が著しくなることが明らかになり,パイエルス的機構による説明が有効であることが判った。

Layered CuO_4(M=Ba,Sr,Ca, etc.) structures are characterized by strong electron correlation, charge transfer type, charge transfer type, charge transfer The structural phase shift of these material systems is dependent on the electron density and close contact, and the electron lattice interaction of strongly correlated electron systems is dependent on the structural phase shift of these materials. This year, the first phase of the new research results was obtained by increasing the pressure in the direction of the specific crystal axis and cooling the sample. The center of the research object was obtained by increasing the pressure in the direction of the crystal axis and cooling the sample. The anisotropy of physical quantities between parallel and vertical directions in layered copper-acid planes was originally planned to be increased, the anisotropy in planes was increased, and the directivity of wave-like structures in copper-acid planes was changed. The structural phase shift, electrical conductivity, and superconductivity were changed. This year's study is aimed at determining the thermal expansion rate of crystalline samples by X-ray diffraction under the condition of increasing the pressure in the direction of specific crystal axis and by using the method of differential thermal expansion. The results of thermal expansion of tetragonal crystals and rhombic crystals are compared with those of the structural phase shift temperature and the stress dependence of the structural anisotropy. Now we are in the process of developing large single crystals of La_<2-χ>Sr_χCuO_4 in our laboratory. The existence of low temperature tetragonal crystal phase is due to the inhibition of superconductivity, the concentration of copper is 1/8 of that of electron system, and the existence of low temperature tetragonal crystal phase is due to the inhibition of superconductivity.

项目成果

M.Nohara: "Interplay between Lattice Softening and High-T_C Superconductivity in La_<1.86>Sr_<0.14>CuO_4" Phys.Rev.Lett.70. 3447-3450 (1993)

M.Nohara：“La_<1.86>Sr_<0.14>CuO_4 中晶格软化与高温超导之间的相互作用”Phys.Rev.Lett.70。

T.Suzuki: "Lattice Instability in the Normal State of La_<2-X>Sr_XCuO_4" J.Superconductivity. 7. 419-421 (1994)

T.Suzuki：“La_<2-X>Sr_XCuO_4 正常状态下的晶格不稳定性”J.超导。

F.Nakamura: "Stability of the Low-Temperature Tetragonal Phase in La_<2-X>Ba_XCuO_4 and Related Compounds" J.Superconductivity. 7. 33-35 (1994)

F.Nakamura：“La_<2-X>Ba_XCuO_4 及相关化合物中低温四方相的稳定性”J.超导。

Y.Maeno: "Structural Instabilities and Superconductivity in La-214 Compounds" J.Superconductivity. 7. 39-43 (1994)

Y.Maeno：“La-214 化合物中的结构不稳定性和超导性”J.Superconductivity。

Y.Maeno: "Thermal Expansion of La_<2-X>Sr_XCuO_4 Single Crystals" Advances in Superconductivity. VI(発表予定). (1994)

Y.Maeno：“La_<2-X>Sr_XCuO_4 单晶的热膨胀”超导进展 VI（待公布）。