イオン・チャネリング法による高温超伝導体の格子異常の研究

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“90K"YBCO単結晶体において、チャネリングの温度依存性を測定した。130K以上の常伝導状態のX_<min>は構成原子によらず、すべて温度の減少と共に減少した。即ち、振動振幅が温度と共に小さくなり、通常結晶の典型的な温度依存性を示した。その振る舞いはデバイモデルで説明可能である。しかしながら、130KとTc(90K)間の温度領域で、X_<min>の温度依存性は大きな異常を示した。特に、O原子のX_<min>は120-130Kから温度の減少と共に大きく減少し、およそ100Kで最小値を示し、Tcを横切りながら急激に上昇している。又、Cu原子のX_<min>はO原子の振る舞いと符合するように増加-減少を示し、TcではO原子と同じく増加した。一方、BaとY原子のX_<min>はTcまで単調に減少し、TcではO、Cu原子と同様に増加した。このように“90K"YBCOの格子異常はTcで出現する格子異常とTc高温部で出現するそれの二種類に分類される。Tc高温部の格子異常はスピンギャップ形成温度T^*に隣接して出現している事に、注意する必要がある。格子異常の原因を以下に要約する。(1) Tcでの格子異常は超伝導と直接関係した効果、即ち、電子-格子相互作用で説明できそうである。ポーラロンモデルのように、電子対形成に格子効果が露に関与している可能性がある。(2) 120-130Kから出現するTc以上の格子異常の解釈にはスピンギャップ形成による効果、即ち、スピン-格子相互作用も電子-格子相互作用と同様に考慮する必要がある。今後の研究課題はT^*とTcが明瞭に区別される試料、例えば、“60K"YBCOやYBa_2Cu_4O_8でチャネリング実験を行い、超伝導とスピンギャップ形成によるそれぞれの格子効果を明らかにすることである。