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〓性希土類イオンを探針とした高温超伝導酸化物の電子状態の評価

以稀土离子为探针评估高温超导氧化物的电子态

基本信息

批准号：
03211225
负责人：
関沢和子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03211225/
关键词：
高温超伝導酸化物希土類イオン〓性

项目摘要

YBa_2Cu_3O_y型超伝導酸化物のYを〓性希土類イオンで置換した系における〓性希土類イオンの振舞いを調べることにより,周囲の電子状態を評価することを目的として,La_<1ーx>Nd_xBa_2Cu_3O_y,Y_<1ーx>Ho_xBa_2Cu_3O_yおよびLa_<1ーx>Pr_xBa_2Cu_3O_y系について〓性と超伝導特性の測定を行った。La_<1ーx>Nd_xBa_2Cu_3O_yおよびY_<1ーx>Ha_xBa_2Cu_3O_yはXの全領域にわたって,超伝導転移温度Tcが90K級の超伝導を示す。La_<1ーx>Pr_x Ba_2Cu_3O_y系ではTcはXとともに急激に減少しX20.4で系は半導体となる。このTcの減少率はY_<1ーx>Pr_xBa_2Cu_3O_y系のそれより大きい。希土類イオン1ケ当りの帯〓率は大きな結晶場の効果を示すが,軽希土類イオンの場合の方が自由イオンからのずれが著しい。帯〓率の計算値との比較から,Hoイオンは結晶場の効果以外は周囲から孤立しているが,Naイオンは周囲の変化を影響を受けやすくCuO_2面の電子と相互作用を生じる直前にあり,PrイオンではCuO_2面を介しPrイオン間に-30K程区の交換相互作用が生じていることが推論される.希土類イオンの系例では,4f軌道は原子番号の増加とともに安定化され,その拡がりも減少する。123型酸化物中4f電子を有する最初のイオンであるPrイオンでは,4f電子はエネルギ-的に不安定であり空間的拡がりも大きいため,CuO_2面の価電子と混成をおこし,そのためCuO_2面のホ-ルの局在が起こり更に超伝導が抑制されると考えられる。LaBa_2Cu_3O_y,PrBa_2Cu_3O_yのXPS実験を行い,スペクトルを比較した結果Pr4F電子の状態密度は価電子帯と完全に重なり,フェルミ準位まで拡がっていることが示された。希土類イオンでは123型酸化物中においても,その4f軌道のエネルギ-,拡がりともに原子番号に対し連続的に変化していると考えられるがNaとPrの間でCuO_2面との混成が急激に生ずることは注目に値する。

YBa_2Cu_3O_y-type superconductivity compounds are characterized by the electron state of La_<1-x> Nd_xBa_2Cu_3O_y, Y_<1-x>Ho_xBa_2Cu_3O_y and La_<1-x>Pr_xBa_2Cu_3O_y. La_(1-X)>Nd_xBa_2Cu_3O_y and Y_(1-x)>Ha_xBa_2Cu_3O_y are all in the field of superconductivity, and the superconductivity transition temperature Tc reaches 90K. La_<1-x>Pr_x Ba_2Cu_3O_y system is a semiconductor system with Tc and X_20.4 as the excitation decreases. The reduction rate of Tc is Y_<1-x>Pr_xBa_2Cu_3O_y. The effect of large crystal field is shown in the case of rare earth, and the effect of free crystal field is shown in the case of rare earth. Comparison of the calculated values of the band ratios shows that the effects of the crystal field on the electron interaction in the CuO_2 plane are influenced by the electron interaction in the CuO_2 plane and the exchange interaction in the-30K region. For example, orbital 4f increases the number of atoms, stabilizes them, and decreases them. The 4f electron in the 123-type acid compound has the initial position, the 4f electron has the initial position. The XPS study of LaBa_2Cu_3O_y and PrBa_2Cu_3O_y shows that the density of states of Pr_4F electrons is completely different from that of Pr_4F electrons. In the rare earth type 123 acid compound, there is a mixture of 4f orbitals and Na Pr atoms.