多数の微小結晶を用いた中性子散乱による高温超伝導体に共通する磁気励起の探索

使用许多微晶通过中子散射寻找高温超导体常见的磁激发

• 批准号: 17740217
• 负责人: 松浦 直人
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740217/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 中性子散乱; 磁気励起; 微小結晶

高温超伝導銅酸化物において超伝導と結びついた特徴的な反強磁性スピン揺らぎが観測されているが、高温超伝導発現のメカニズムにそれらがどのように関わっているのかは未解明である。最近、異なる高温超伝導の系で共通する分散を持つ砂時計型の磁気励起が観測され、その起源が盛んに議論されている。しかし、その磁気励起の温度依存性は物質により重要な違いがある。いわゆるレゾナンスピークと呼ばれるYBCO系における磁気励起はTcで出現し、Tc以下で顕著に増大するのに対し、LSCO系における同じQ=(π,π)における励起はTc前後で顕著な温度変化を示さず、Tc以上でも残る。この温度変化の違いは、高温超伝導体に共通する砂時計型の磁気励起の理論モデルを構築する上で非常に重要である。本課題の目的はもう一つの代表的な高温超伝導体Bi2212系の磁気励起を探索する事にあるが、今年度(π,π)における磁気励起の観測に成功し、その温度変化を測定した。その結果、(π,π)における磁気励起がTc以下で増大し、またその増大が他のYBCO系の最適ドープで観測されている増大と定量的に一致する事を見出した。加えて、(π,π)における磁気励起はTc以上でもその強度の3/4が残存する事を新たに発見した。これまでに報告されているBi2212系の中性子散乱実験では、Tc以上で残る(π,π)における磁気励起は報告されておらず、その磁気励起の温度変化はYBCO系のそれと類似していると認識されてきたが、今回の実験結果はTc以上でも残るという点でLSCO系とも類似点がある。砂時計型の磁気励起の理論モデルは大まかにLSCO系の結果とYBCO系の結果を説明する物に2分されてきたが、今回の結果はBi2212系ではその両方の特徴を併せ持っており、理論モデルはこれらを統合して説明できる物でなければいけない事を示している。

High temperature superconductivity cuprate is characterized by antiferromagnetism, high temperature superconductivity, and high temperature superconductivity. Recently, different high temperature superconducting systems have been commonly used to measure and discuss the origin of magnetic excitation in sand chronometers. The temperature dependence of magnetic excitation is important for substances. In the YBCO system, the magnetic excitation starts at Tc, increases below Tc, and decreases below Tc. In the LSCO system, Q=(π,π) starts at Tc, increases before Tc, and decreases above Tc. This temperature variation is very important for the theoretical construction of magnetic excitation in common with high temperature superconductors. The purpose of this project is to explore the magnetic excitation of Bi2212 system, a representative high temperature superconducting conductor, and to measure the magnetic excitation successfully and the temperature variation of Bi2212 system. The results show that the magnetic excitation of (π,π) increases below Tc and increases quantitatively in accordance with the optimum conditions for other YBCO systems. 3/4 of the intensity of the magnetic excitation above Tc is found in the case of the addition of T,(π,π). The temperature variation of magnetic excitation in Bi2212 system is similar to that in YBCO system. The result of magnetic excitation in Bi 2212 system is similar to that in Tc system. The theoretical analysis of magnetic excitation of sand time meter type shows that the results of LSCO system and YBCO system are explained in detail. The results of this study show that Bi2212 system has the characteristics of square.