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スピンによる巨大熱伝導を示す物質の探索と機構の解明

寻找因自旋而表现出巨大热传导的材料并阐明其机理

基本信息

批准号：
17038002
负责人：
小池洋二
金额：
$ 2.56万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

1.S=1の1次元量子スピン系、すなわち、ハルデンギャップ系であるY_2BaNiO_5のNiを非磁性のMgで部分置換したY_2BaNi_<1-x>Mg_xO_5の大型単結晶を育成し、熱伝導率を測定した。その結果、Y_2BaNiO_5のスピン鎖方向で観測されていたスピンによる大きな熱伝導はxの増加とともに低下した。その熱伝導率から見積もったスピン励起の平均自由行程が、低温で観測される磁化率のキュリー項から見積もったスピン鎖の平均長とほぼ一致することが分かり、この系においてスピンによる熱輸送が低温ではバリスティックになっていると結論した。S=1/2の可積分な1次元量子スピン系ではスピンによる熱輸送がバリスティックになることが理論的に指摘されており、我々はSr_2CuO_3においてそれを実証していたが、本研究により、1次元量子スピン系の熱輸送は、スピン励起のエネルギーバンド幅が広ければS=1の場合でもバリスティックになりうると推察している。2.層状ペロブスカイト型銅オキシハライドSr_2CuO_2I_2に対して電気化学法でLiをインターカレートすることにより、新しい電子ドープ型銅酸化物超伝導体Li_xSr_2CuO_2I_2の合成に成功した。7Kで超伝導を示す相と4.5Kで超伝導を示す相が得られたが、T_cの違いはLi量の違いに因るものと思われる。本研究により、Liインターカレーションが超伝導物質の探索に極めて有力であることが分かった。3.超伝導体Ba_<0.6>K_<0.4>BiO_3の合成は、通常の固相反応法を用いると複雑な過程が必要であるが、KOHの溶融塩を用いて、260℃という低温で、わずか1分の加熱で良質な超伝導体Ba_<0.6>K_<0.4>BiO_3(T_c=28K)の合成に成功した。さらに、溶融塩を用いてBa_<0.6>Rb_<0.4>BiO_3とBa_<1-x>Cs_xBiO_3の低温合成にも成功した。前者のT_cは過去の報告と同じ29Kであったが、後者では超伝導は観測されなかった。酸素欠損が原因であると思われるので、今後、酸素アニールを施すことによって超伝導化をめざす予定である。

1. The growth and thermal conductivity of large single crystals of Y_2BaNiO_5 with Ni as nonmagnetic and Mg as partial <1-x>substitution were measured. The results show that the temperature of Y_2BaNiO_5 is higher than that of Y_2BaNiO_5. The average free path of the magnetic susceptibility at low temperature is the same as the average length of the magnetic susceptibility at low temperature, and the thermal conductivity at low temperature is the same as that at low temperature. S=1/2 and integrable, one-dimensional quantum system heat transport, excitation, amplitude, S=1 and theoretical analysis. 2. The synthesis of layered copper oxide superconductors Li_xSr_2CuO_2I_2 by electrochemical method was successfully carried out. There is a difference between 7K and 4.5K for the display of ultrasound conduction, and there are reasons for the violation of T_c and the violation of Li quantity. This study is aimed at exploring the role of superconductivity in the development of novel materials. 3. The synthesis of the superconducting Ba_<0.6>K_<0.4>BiO_3 <0.6><0.4>(Tc =28K) was successfully carried out by melting KOH at 260℃ and heating at 260℃. The low temperature synthesis of Ba_<0.6>Rb_<0.4>BiO_3 and Ba_<1-x>Cs_xBiO_3 was successfully carried out by melting and melting. The former T_c is the same as the former T_c. The latter T_c is the same as the former T_c. The reason for the acid deficiency is to think about it, and in the future, the acid deficiency is to act on it, and the acid deficiency is to act on it, and the acid deficiency is to act on it.