遷移金属酸化物量子スピン系の磁気励起の研究

过渡金属氧化物量子自旋系统的磁激发研究

• 批准号: 12046202
• 负责人: 熊谷 健一
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12046202/
• 关键词: 核磁気共鳴; 高温超伝導; 強相関電子系; 渦系状態; 梯子格子物質; スピンギャップ; 酸化物高温超伝導体

従来、渦糸状態でのNMR緩和時間は常伝導渦糸コアからのスピン拡散の効果として説明されてきた。しかし、高温超伝導体のような異方的d-波超伝導体では、渦糸コアの電子状態密度は従来のBCS型s-波超伝導体とは大きく異なると考えられる。そこで、site-selectiveなNMRによる新しい観点からの渦糸コアの準粒子状態に関する研究をおこなった。YBa_2Cu_3O_7とYBa_2Cu_4O_8の^<17>O-NMR、およびT1_2Ba_2CuO_6(T_c=80K)の^<205>T1-NMRを測定した。磁束格子を組むT_<melt>より低温では核緩和率、1/T_1に大きな周波数(空間)依存性が観測された。磁場分布の鞍点(超伝導領域)で核緩和率は最も抑えられており、低周波側(4角格子を組む磁束を結ぶ方向)と、鞍点から高周波(磁束コア)に向かうにつれ1/T_1は増大する。磁束コアに近づくにつれ増加する1/T_1は、磁束の周りの超伝導電流による準粒子エネルギーのDoppler shiftよる局所的な状態密度の増加で説明できる。磁束間方向での1/T_1の増加は、Doppler shiftよる局所的な状態密度の増加だけでは説明できず、磁束を結ぶ4回対称方向での準粒子状態密度の増加による可能性がある。渦糸コア領域内では1/T_1は減少する。このことは磁束コア内での準粒子状態密度の減少を示している。一方、Cuスピンによる反強磁性揺らぎを感ずるT1サイトでは1/T_1は大きく増大する。また、渦糸コア近傍でのT1サイトでは緩和回復曲線が大きく分布している。これらの実験結果は、局所的な反強磁性磁気モーメントの揺らぎが渦糸コア内で増大していることを示している。FT-NMRによる空間的にspatially-resolve-NMRの研究は、酸化物超伝導体における渦糸コアの準粒子状態密度や反強磁性揺らぎの局所的空間分布を分離して捉えることが可能であり、異方的超伝導体において空間分布する局所的な準粒子状態の研究に有効であることを示した。

従, vortex si state で の NMR time は often 伝 guide vortex si コ ア か ら の ス ピ ン company, scattered の unseen fruit と し て illustrate さ れ て き た. し か し conductor, high temperature super 伝 の よ う な different side of d - wave super conductor 伝 で は, vortex si コ ア の electronic state density は 従 to の BCS type s - wave super conductor 伝 と は big き く different な る と exam え ら れ る. そ こ で, site - selective な NMR に よ る new し い 観 point か ら の vortex si コ ア の quasiparticle state に masato す る research を お こ な っ た. YBa_2Cu_3O_7 と YBa_2Cu_4O_8 の ^ < 17 > O - NMR, お よ び T1_2Ba_2CuO_6 (T_c = 80 k) の ^ < 205 > T1 - determination of NMR を し た. Magnetic lattice beam を group む T_ < melt > よ り cryogenic で は nuclear alleviation rate, 1 / T_1 に big き な cycle for (space) dependence が 観 measuring さ れ た. Magnetic field distribution の saddle points (super 伝 guide) the nuclear alleviation rate は で も え suppression ら れ て お り, low-frequency side (group 4 Angle lattice を む magnetic beam を "ぶ direction) と, saddle point か ら high frequency magnetic beam (コ ア) に to か う に つ れ 1 / T_1 は raised large す る. Magnetic beam コ ア に nearly づ く に つ れ raised plus す る 1 / T_1 は, magnetic beam の weeks り の super conducting flow 伝 に よ る quasiparticle エ ネ ル ギ ー の Doppler shift よ る bureau な state density の raised で illustrate で requirement by き る. Magnetic beam direction between で の 1 / T_1 の raised は, Doppler shift よ る bureau な state density の raised plus だ け で は illustrate で き ず, magnetic beam を "ぶ 4 back said seaborne direction で の quasiparticle state density の raised plus に よ る possibility が あ る. In the コア domain of the vortex, で コア 1/T_1 コア is reduced by する. The reduction of the <s:1> quimer state density <e:1> in the で コア magnetic beam コア indicates a を て て る る る る る る. One side, Cuスピ による による による antistrong magnetic disturbance らぎを sense ずるT1サ トで トで トで 1/T_1 is large く く く increases する. ま た, vortex si コ ア nearly alongside で の T1 サ イ ト で は detente return curve が big き く distribution し て い る. こ れ ら の be 験 results は, bureau of な against strong magnetic magnetic 気 モ ー メ ン ト の 揺 ら ぎ が vortex si コ ア で raised large し て い る こ と を shown し て い る. FT - NMR に よ る space に spatially resolve - NMR の research は, acidification of super conductor 伝 に お け る vortex si コ ア の quasiparticle state density や against strong magnetic 揺 ら ぎ の bureau showed the spatial distribution of を separation し て catch え る こ と が may で あ り, different side of 伝 conductor に お い て spatial distribution す る bureau な quasi particle shape State に studies に are effective である とを とを show that た た.

项目成果

K.Kudo: ""Electrical resitivity of Sr_<14-x>A_xCu_<24>O_<41> (A=Ca and La) single crystals : Localization of hole pairs in the ladder""Physica B. 284-288. 651-652 (2000)

K.Kudo：“Sr_<14-x>A_xCu_<24>O_<41>（A=Ca 和 La）单晶的电阻率：阶梯中空穴对的局域化”“Physica B. 284-288。

K.Kudo,: ""Spin gap Sr_<14-x>A_xCu_<24-y>M_yO_<41> (A=Ca,La : M=Zn,Ni) studied by thernmal conductivity","J.Phys.Chem.Solids. 62. 361-364 (2001)

K.Kudo，：“通过热导率研究自旋间隙 Sr_<14-x>A_xCu_<24-y>M_yO_<41> (A=Ca,La : M=Zn,Ni)”，“J.Phys.Chem

S.Tsuji: ""NMR/NQR Studies on Magnetic Order of Spin Ladder Sr_<2.5>Ca_<11.5>Cu_<24>O_<41>,"Physica B. 284-288. 1593-1594 (2000)

S.Tsuji：“自旋梯磁序的NMR/NQR研究Sr_<2.5>Ca_<11.5>Cu_<24>O_<41>”，Physica B.284-288.1593-1594(2000)

K.Kumagai,: ""NMR/NQR Study on Magnetism of Spin Ladder Sr_<.5>Ca_<11.5>Cu_<24>O_<41>""Z.Naturforsch. 55a. 311-314 (2000)

K.Kumagai，：“自旋梯Sr_<.5>Ca_<11.5>Cu_<24>O_<41>磁性的NMR/NQR研究”“Z.Naturforsch。

K.Kumagai: "NMR Study on coexistence of magnetic order and superconductivity in RuSr_2GdCu_2O_8"Hyperfine Interactions. 133. 151-156 (2001)

K.Kumagai：“RuSr_2GdCu_2O_8 中磁序与超导共存的核磁共振研究”超精细相互作用。