CuO_2面以外の2次元平面を持つ新しい高温超伝導体開発の試み

尝试开发CuO_2平面以外的二维平面新型高温超导体

• 批准号: 13874044
• 负责人: 秋光 純
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13874044/
• 关键词: 平坦バンド; リープモデル; 二次元銅酸化物; 高温超伝導体

本研究題目である「CuO_2面以外の二次元平面を持つ超伝導体開発の試み」として、従来のserendipitousな物質探索ではなく、強相関電子系である銅酸化物における超伝導発現機構の一つと考えられる、「平坦バンド構造」に着目し、研究を行ってきた。その成果として、以下にあげる3つがある。1)Cuサイトに1/4不純物置換した、Liebモデル格子としては、La_<2-x>Sr_xCu_<0.75>M_<0.25>O_y開発をおこなった。その結果、M=Ruにおいて、Sr置換量が増加するに従って、反強磁性転移温度の低下を確認し、高ドープ領域においてスピングラス相を確認した。M=IrにおいてはTC=20Kにおいて強磁性転移を確認し、Sr置換量に応じて磁化の増大が確認された。この磁化の増大はIr^<+4>のJ=1/2からホルキャリアが注入されることにより、Ir^<+5>のJ=0の磁気モーメントを持たない状態になり、系全体としては、Liebモデルで考えられている強磁性相が発現したと考えられる。2)1)のLiebモデルに相当する新規銅酸化物の創生として、Ba_2Cu_<0.7>Cd_<0.3>O_3として報告されていた物質の再調査を行った結果、炭酸基を含むBa_2Cu<0.75>Cd_<0.25>O_2(CO_3)であること決定した。このBa_2Cu_<0.75>Cd_<0.25>O_2(CO_3)は当初、報告されていた電子線回折像から、CuO_2二次元平面にCdが周期配列したと考えられ、超格子反射が確認されていたが、調査の結果、超格子反射は確認されるものの、CO_3炭酸基の周期配列によるものと確認した。3)東大・今田らによって提案されている「平坦バンド構造」が期待されるモデル格子として、3層構造を有する銅酸化物の提案をおこなった。実際にはPrBa_2Cu_3O_yのいわゆるPr123系を取り上げた。本物質が超伝導を発現しない理由として諸説あるが、我々はPr+44f波動関数とCuO_2面の酸素02p軌道の混成であると考え、CuO_2面内はCu-O-Cuのtransferが限りなく小さく、CuO鎖のみ電気伝導しているものと考え、CuO鎖からCuO_2面となるよう極端に酸素を供給する試みを行っている。我々の開発した電界焼成法にて室温から低温まで広い温度領域において、これまでに見られない金属的な振る舞いを観測している。以上を本研究「CuO_2面以外の二次兀平面を持つ超伝導体開発の試み」の成果報告とする。

The title of this study is "An attempt to develop a superconducting conductor in a quadratic plane other than CuO_2 plane" and a study on the mechanism of superconducting development in a strongly correlated electron system. The results are as follows: 1)Cu impurity 1/4 impurity substitution, Lieb impurity lattice, La <2-x>Sr x Cu <0.75>M <0.25>O y development. As a result, M=Ru, Sr substitution amount increased, antiferromagnetic transition temperature decreased, and high temperature transition phase was confirmed. M=Ir, TC=20K, ferromagnetic shift, Sr substitution, magnetization increase The magnetization of this material increases with Ir^&lt;+4&gt; and J=1/2. The ferromagnetic phase appears in the magnetic field. 2)1) The results of the investigation on the formation of new Cu2 +, <0.7><0.3>Ba2CuCdO3 + and <0.75>Ba2CuCdO2 <0.25>+ were determined. For <0.75>Ba_2Cu_Cd_O_2 <0.25>(CO_3), the periodic alignment of Cd in CuO_2 quadratic plane was investigated. The results of investigation, the periodic alignment of CO_3 carbon group and the periodic alignment of Cd in CuO_2 quadratic plane were confirmed. 3)The proposal of "flat structure" in Dongda is expected to be a proposal of cuprate with three-layer structure In fact, PrBa_2Cu_3O_y and Pr_123 were selected from the group consisting of Pr_2Cu_3O_y and Pr_123. The reason for the occurrence of superconductivity in this substance is that the Pr+44f ratio is related to the mixing of acid 02p orbitals in CuO2 plane. The Cu-O-Cu transfer in CuO2 plane is limited. The CuO lock is connected to the CuO2 plane. The CuO lock is connected to the CuO2 plane. The electric field firing method of our development is to measure the vibration of metals at room temperature, low temperature and temperature. The results of this study are reported in the paper "Experiment on the development of superconductors in quadratic planes other than CuO_2 planes."

项目成果

秋光 純: "新しい金属系超伝導体の発見"日経サイエンス. 6月号. 36-42 (2001)

Jun Akimitsu：“新金属超导体的发现”《日经科学》6 月号（2001 年）。

C.Sekar, T.Watanabe, A.Matsuda, H.Shibata, Y.Zenitani, J.Akimitsu: "Crystal Growth, Structure, and Transport Properties of the Five-Leg Spin Ladder Compound La_8Cu_7O_<19>"J. Sol. Sta. Chem.. 156. 422-427 (2001)

C.Sekar、T.Watanabe、A.Matsuda、H.Shibata、Y.Zenitani、J.Akimitsu：“五足自旋梯化合物 La_8Cu_7O_<19> 的晶体生长、结构和输运特性”J。

J.Akimitsu: "Antiferromagnetism and Spin Gap State in the two-leg Ladder System"J. Phys. Chem. Sol.. 65. 135-140 (2001)

J.Akimitsu：“两腿梯系统中的反铁磁性和自旋间隙态”J.

T.Muranaka, S.Margadonna, I.Maurin, K.Brigatti, D.Colognesi, K.Prassides, Y.Iwasa, M.Arai, M.Takata, J.Akimitsu: "Vibrational Spectroscopy of Superconducting MgB_2 by Neutron Inelastic Scattering"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.70,Np.6. 1480-1482 (2001)

T.Muranaka、S.Margadonna、I.Maurin、K.Brigatti、D.Colognesi、K.Prassides、Y.Iwasa、M.Arai、M.Takata、J.Akimitsu：“中子非弹性散射超导 MgB_2 的振动光谱

T.Muranaka, J.Akimitsu, M.Sera: "Thermal transport properties of MgB_2"Phys. Rev. B. Vol.64. 020505-1-020505-3 (2001)

T.Muranaka、J.Akimitsu、M.Sera：“MgB_2 的热传输特性”Phys。