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銅酸素1次元鎖の次元性制御とその電子物性

一维铜氧链的维数控制及其电子特性

基本信息

批准号：
14038226
负责人：
生田博志
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya 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 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

PrBa_2Cu_4O_8(Pr124)が有するCuOの2重鎖は、低温ではフェルミ流体的に振る舞うが、室温では1次元モット絶縁体にキャリアをドープした系として理解できる。本研究では様々な元素置換をした単結晶を育成し、CuOの2重鎖の振る舞いを中心として物性を調べた。まず、CuサイトをZnで置換すると、CuO鎖方向(b軸方向)の抵抗率は上昇するが金属的伝導は保たれること、CuO鎖に垂直な方向(a, c軸方向)の伝導は阻害され、1次元的伝導を示す領域が低温側に延びることなどがわかった。光電子分光実験で測定された分散関係は、Zn置換による次元性の低下を支持している。一方、光学反射率測定から、Zn置換によりCuO_2面のキャリア濃度が増加したことが明らかになり、CuO鎖との間に電荷の再分配が生じた可能性を示している。さらに、磁気抵抗測定によりCuO鎖サイトの1次元-3次元クロスオーバーや、Zn置換による1次元性の強まりを明らかにした。次に、Ni置換ではCuO鎖に沿った抵抗率が低温で上昇するとともにCuO鎖に直交する伝導が抑制されることなどがわかった。これはNiがZnよりもCuO鎖サイトに置換されやすいことを反映していると考えられる。また、ホール係数の低温での増加も抑制され、広い温度範囲で負のホール係数が観測された。一方、元素置換した単結晶の育成では、高温安定相の析出を避けるために必要な急冷過程の幅が拡大し、また、得られる単結晶が小さい。しかし、フラックス組成を様々に変えたところ、BaとCuを増すことで、124相と液相の温度差が縮まることがわかった。さらに、置換のない単結晶の格子定数の温度依存性を測定し、格子定数の温度変化が一度停滞する振る舞いが見られた。その温度は、α軸抵抗率に現れるピークとは約50Kの開きがあり、CuO_2面の反強磁性相転移温度とされている温度に相当する。

PrBa_2Cu_4O_8 (Pr124) has a double lock structure of CuO, which can be used as an insulating material at room temperature and low temperature. In this study, the crystal structure of CuO was studied. The resistivity of Cu, Zn and CuO in the direction of b-axis increases, and the conductivity of CuO in the vertical direction (a, c-axis direction) increases. The conductivity of CuO in the lower temperature side increases. Photoelectron spectroscopy was used to determine the dispersion relationship between Zn substitution and dimensional degradation. For example, the optical reflectance measurement shows the possibility of increasing the concentration of CuO_2 and the redistribution of CuO_2 charges. For the determination of magnetic resistance, CuO is replaced by 1-D and 3-D. Substitution of Ni and CuO leads to an increase in resistivity at low temperatures and an inhibition of conductivity at high temperatures. This is the first time I've ever seen a woman who's been in a relationship with someone else. The increase in temperature and temperature of the coefficient is suppressed, and the negative coefficient is measured in the temperature range. The growth of single crystals due to elemental substitution, precipitation of stable phases due to high temperature, and the necessary quenching process increase the amplitude of single crystals due to high temperature. The temperature difference between Ba and Cu in the liquid phase decreases. The temperature dependence of the lattice constant of the single crystal was measured, and the temperature variation of the lattice constant was once stagnant. The temperature and α-axis resistivity of CuO_2 are about 50 K and the antiferromagnetic phase shift temperature is about 50 K.