フラストレート系CuOジグザグチェーンにおける超伝導の研究

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我々は、最近Pr_2Ba_4Cu_7O_<15・δ>(Pr247)酸化物において酸素還元処理を施すことにより超伝導がTc=15K付近で出現することを発見した。これは従来のCuO_2二次元面による超伝導とは異なりCuOジグザグチェーンにおける超伝導であると考えられる。この超伝導の発見は銅系酸化物超伝導体における全く新しい超伝導の出現となるばかりでなく、その結晶構造から、擬一次元伝導機構による初めての超伝導物質であると考えられる。CuOジグザグチェーンは元来フラストレーションスピン系にキャリアーをドープした系である。事実、キャリアー依存性、圧力依存性で様々な量子相が観測されている。そこで我々はこのCuOジグザグチェーンチェーンのキャリア数を制御して、電子輸送特性及び結晶構造解析を調べることによりその物性を解明することを試みた。本年度は特に10GPaを超える高圧力下での物性及び結晶構造を明らかにした。その結果、CuOジグザグチェーンを有するY124, Y247, Pr124, Pr247のすべてが10GPa以上で構造相転移を起こすことが確認できた。これはCuOジグザグチェーンを持たないPr123構造では起こらないことからCuOジグザグチェーンが壊れている可能性が高いことが示唆された。さらに電気抵抗の測定により10GPa以上で電気抵抗が急激に減少することから、構造相転移により新しい伝導面が形成された可能性が示唆された。