ランタン銅酸化物の超伝導組成に於ける電子比熱係数と超伝導転移温度

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ランタン銅酸化物のランタンの一部をバリウムで、銅の一部を亜鉛で置換した、La2-xBaxCuO4の単相試料の作製条件を試行錯誤によって確立した。Ba濃度x=0.09およびx=0.18では20K以上で超伝導転移が起きたが、x=0.125では超伝導は観測されなかった。Ba濃度x=0.09およびx=0.18について、銅の一部を亜鉛で置換することにより超伝導を抑制し、常伝導相を出現させた。この常伝導相では電子比熱係数が亜鉛量の増加と共に直線的に増加した。そこで、電子比熱係数の亜鉛量依存性を直線的に外挿することによって、超伝導体の電子比熱係数を決定した。これら超伝導体の電子比熱係数は超伝導を示さないBa濃度x=0.125での電子比熱係数に比べてかなり大きいことがわかった。このことから、フェルミ準位での状態密度が高温超伝導体においても重要な役割を果たしており、フェルミ準位での状態密度が高いほど超伝導転移温度も高いことが明らかになった。一方、銅の一部を亜鉛で置換することによって超伝導が抑制されるとき、電子比熱係数は亜鉛量の増加と共に直線的に増加している。従って、銅の一部を亜鉛で置換したことによる乱雑さの導入が超伝導を抑制していることが明確になった。