AlB_2型構造をもつhigh-T_c超伝導体の探索

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本年度は昨年度に引続きAlB_2型MgB_2と同様に軽元素Mg,Cを含む超伝導体MgCNi_3の研究を行った。MgCNi_3は強磁性相関を内在した特異な超伝導体である事が示唆されている。本研究の目的は本系の超伝導の強磁性との関連を明らかにする事で超伝導転移温度を上昇させる指針を得、high-T_c超伝導体の合成を目指すことである。今までに、強磁性転移を示唆する磁性発現の条件はMgサイトに対するZnドープ量とC欠損量に依存する事がわかっている。磁化測定から常磁性(超伝導)-強磁性相境界では、強磁性転移点と思われる変曲点が現れるが、磁化の値は非常に小さいため、この強磁性的振舞が非常に微量の単体Ni不純物に由来する可能性を完全に拭いきれずにいた。このことを明らかにする為、常磁性-強磁性境界付近にあるMg_<0.37>Zn_<0.63>C_<0.77>Ni_3(やや強磁性側)、Mg_<0.37>Zn_<0.63>C_<0.82>Ni_3(やや常磁性側)、ZnC_<0.5>Ni_3(やや強磁性側)及び強磁性相にあるZnNi_3、常磁性相にあるZnCNi_3のμSR測定を行った。これまでに行ったμSR測定結果から、ZnNi_3、ZnC_<0.5>Ni_3に関しては強磁性転移に伴う長距離磁気秩序を確認した。更に、磁化測定では非常に微小な強磁性磁化しか示さないMg_<0.37>Zn_<0.63>C_<0.77>Ni_3に関しても不純物からではないイントリンシックな長距離磁気秩序が発達していることを示唆する結果が得られた。また、Mg_<0.37>Zn_<0.63>C_<0.82>Ni_3、ZnCNi_3に関しては低温で顕著な内部磁場は観測されず磁化測定より得られた結果通り常磁性相にあると考えられる。以上、μSR測定及び磁化測定の結果から、本系でのC濃度及びZn濃度に対する相図の大まかな全体像を明らかにすることができ、超伝導相と強磁性相が隣接していることが明らかになった。