高温超伝導体の伝導散乱機構の研究

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酸化物高温超伝導体La_<1.85>Sr_<0.15>CuO_4(LSCO)、GdBa_2Cu_3O_<7-y>(GBCO7)、GdBa_2Cu_3O_<6+z>(GBCO6)、EuBa_2Cu_3O_<7-y>(EBCO)を固相反応法により作製し、またBi_2Sr_2CaCu_2O_x(BSCCO)をフローティングゾーン法により作製し電気抵抗、熱伝導度、比熱等の温度依存性を測定し下記の知見を得た。1.LSCOの電気抵抗測定より得た超伝導臨界温度T_<COFF>は34K、転移幅は約3Kとシャープであった。この熱伝導度の温度変化は温度の上昇と共に単調に増加し、1ー2ー3系やBi系試科で見られたTc付近でのピークは観測されなかった。これはLSCOのTcが低いことによる。しかし、熱伝導の主役はやはりフォノンであることが推定された。低温比熱の測定ではTcで比熱のとびが観測されBCS理論を適用すると電子比熱係数γが17mJ/mol・K^2と見積られた。テハイ温度は221Kと計算された。2.GBCO7とGBCO6はそれぞれ超伝導転移を起すものと起さないものの試料であるがその磁気的性質は両者でほとんど変わらないことが磁場中比熱の測定から明らかとなった。磁場をかけると反強磁性転移温度T_Nがより低温にシフトし、H=6.3TではT_Nでの比熱のピークは見えなくなり代わってショットキー型の異常比熱が現われた。この異常比熱はGd^<35>のJ=7/2のゼーマン分裂によるショットキー比熱として説明できた。3.EBCOは電気抵抗が従来のものより1桁小さく、また、77Kでの電流密度Jcは300A/cm^2以上であることが確認された。熱伝導度の温度依存性およびJcを決定する予定である。4.BSCCOの試料も電気抵抗が従来のものより1桁小さくまた熱伝導は1桁大きいという結果が得られた。T_<COFF>は94Kであった。BSCCOの試料には材料の強度をあげるという目的でAgが10%添加されている。このため伝導がよくなっているのかもしれない。