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高温超伝導体および低次元銅酸化物における電荷とスピンの秩序と超伝導の競合・共存

高温超导体和低维铜酸盐中电荷和自旋顺序与超导性的竞争与共存

基本信息

批准号：
14038205
负责人：
小池洋二
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku 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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.La系高温超電導体La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Zn_y_O4のx=0.10,0.115,0.13において、Zn量を細かく変化させた試料を作成し、μSR実験と帯磁率の測定を行い、磁性と超伝導の関係を調べた。その結果、Zn濃度とともに増加するCuスピンのゆらぎがスローイングダウンした領域の体積分率と非超伝導の領域の体積分率がよく一致していることが分かった。この結果は、Znが電荷とスピンの動的なストライプ秩序をピン止めするために、Znの周りでは静的なストライプ秩序が形成され、超伝導が破壊されるとする所謂ストライプモデルとスイスチーズモデルで理解できることが分かった。また、La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Ni_yO_4のx=0.13においても、Ni量を細かく変化させた試料を作製し、同様の測定を行った。その結果、NiにもZnと同様の効果があるが、スピンをもつNiは非磁性のZnほど動的なストライプ秩序をピン止めする力が強くないことが分かった。2.酸素の相分離を抑制したLa系La_<1.8>Nd_<0.2>CuO_<4+δ>において観測されていた1/8異常(P〜1/8において超伝導が抑制される現象)は、同様の過剰酸素La系La_<2-x>Bi_xCuO_<4+δ>では観測されなかった。この物質では、CuO_2面が平坦な結晶構造をしており、この平坦さが動的ストライプ秩序のピン止めを阻害し、1/8異常の出現を阻止しているものと推測された。3.種々の低次元量子スピン系銅酸化物の熱伝導を測定した。特筆すべきは、4本足梯子格子系La_2Cu_2O_5において、梯子の足方向の伝導率が極めて大きくなることを発見したことである。そして、このマグノンによる熱伝導の寄与が極めて大きいと結論した。また、スピンギャップ系であるTlCuCl_3では、低温・強磁場におけるマグノンのボーズ-アインシュタイン凝縮相で熱伝導度が著しく増大することを発見した。

1. La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>y_O_4 x= 0.10, 0.115, 0.13. The sample was prepared by changing the content of Zn and Zn. The magnetic conductivity of La_Sr_xCu_y_O_4 was measured by μSR and the magnetic conductivity was adjusted. As a result, Zn concentration increases, Cu content increases, and the volume fraction of the non-conductive domain increases. The results are as follows: Zn charge, Zn cycle, Zn static, Zn cycle, Zn La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>yO_4 x=0.13 and Ni content were determined by the method of sample preparation. As a result, Ni and Zn have the same effect, and Ni and Zn have the same effect. 2. The phase separation of acid element is inhibited by La_<1.8>Nd_<0.2>CuO_<4+δ>, and 1/8 anomaly (P ~ 1/8 phenomenon) is detected by La<2-x>_Nd_CuO_<4+δ>. This material is composed of CuO_2 plane, flat crystal structure, flat crystal structure and 1/8 anomaly. 3. Determination of thermal conductivity of copper compounds in low-dimensional quantum chemistry In particular, we find that the 4-foot ladder lattice is La_2Cu_2O_5, and the thermal conductivity in the foot direction of the ladder is extremely high. The results of this study are as follows: The thermal conductivity of the condensed phase increases due to low temperature and high magnetic field.