Co系超伝導体母物質Na_XCoO_2の圧力下強磁場ESRによる電荷秩序状態の解明

压力下强磁场ESR阐明钴基超导母材Na_XCoO_2的电荷有序状态

• 批准号: 17740228
• 负责人: 櫻井 敬博
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kobe University
• 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 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740228/
• 关键词: 超伝導; 電荷秩序; ESR; 短距離秩序; 低次元磁性体; 高圧; 強磁場

Na_xCoO_2はCo^<3+>(S=0)とCo^<4+>(S=1/2)の割合xやNaレイヤーへのH_2Oの挿入によって、超伝導相を含む多彩な相変化を生ずる物質である。特にx〜0.5においてのみ特異的に現れる電荷秩序相を解明することが本系の電子相関を理解する上で重要である。本研究は圧力下強磁場ESR等を用いてNa_<0.5>CoO_2の電荷秩序状態を解明することを目的とする。まず圧力下強磁場ESR測定においては外径8φ内径3φのNiCrAl合金製圧カセルの開発により発生圧力が1.1GPaにまで到達し、またESR専用の圧力校正方法を確立した。しかし試料の信号が非常に微弱でありまた圧力セル内では試料量に制限がある等の理由により、試料量を増すための内径4φの圧カセルの試作、光源から試料までの光軸調整絵具等の作製とそれによる細心の光輪調整等の試みにもかかわらず圧力下における本系のESR測定には成功しなかった。一方常圧下X-bandESR測定においては、Co^<4+>に起因する共鳴吸収の観測に成功しパウダーパターン解析等を行って以下のことを明らかにした。室温から反強磁性転移温度T_<c1>=87Kに向かう吸収線幅の増大を観測し、ミクロな観点から転移の存在を明らかにした。更に吸収波形が室温から温度の低下に伴ってほぼ対称な波形から非対称なものへと大きく変化する様子を観測した。これはCo^<4+>を囲む酸素イオンによる三方対称揚の対称軸に平行なg_<||>(垂直なg_<⊥>)が温度の低下に伴って大きく減少(増大)することに起因する。電荷秩序状態においてはS=1/2のCo^<4+>鎖とスピンのないCo^<3+>鎖が平行に並ぶ状態が提案されている。温度低下に伴う大きなgシフトは反強磁性転移に向かう低次元磁性体に特徴的な短距離秩序の発達に伴うものであると考えられ、S=1/2の一次元鎖が存在するという電荷秩序状態を強く示唆する結果を得た。

Na_xCoO_2 は Co ^ < 3 + > (S = 0) と Co ^ 4 + < > (S = 1/2) の cut close x や Na レ イ ヤ ー へ の H_2O の scions into に よ っ て, super 伝 を pilot phase containing む colorful な phase - change を raw ず る material で あ る. Especially に x ~ 0.5 に お い て の み specific に now れ る charge order phase を interpret す る こ と が department の electronic phase masato を understand す る で important で あ る. は this study pressure under strong magnetic field the ESR of を い て Na_ < 0.5 > CoO_2 の charge order status を interpret す る こ と を purpose と す る. ま ず pressure under strong magnetic field the ESR measurement に お い て は diameter 8 inner diameter 3 phi phi の NiCrAl or gold 圧 カ セ ル の open 発 に よ り 発 raw pressure が 1.1 GPa に ま で reach し, ま た ESR 専 with の pressure correction methods を establish し た. し か し sample が の signal is very weak で に あ り ま た pressure セ ル で within the limitations は try shoes に が あ る の reasons such as に よ り, try to recycle を raised す た め の diameter 4 phi の 圧 カ セ ル の attempt, light sources か ら sample ま で の optical axis adjusting 絵 with の cropping と そ れ に よ る careful の nimbus adjustment の try み に も か か わ ら ず under pressure に お け る の ES the department R is determined to be に に successful and な った った. Determination of one party often 圧 under X-ray bandESR に お い て は, Co ^ 4 + > < に cause す る resonance absorption 収 の 観 に measuring success し パ ウ ダ ー パ タ ー ン resolution of line を っ て following の こ と を Ming ら か に し た. Room temperature か ら move against strong magnetic planning temperature T_ (c1 > = 87 k に to か う 収 absorption line width の raised large を 観 し, ミ ク ロ な 観 point か ら planning move の exist を Ming ら か に し た. More に 収 wave absorption が room temperature か ら low temperature の に with っ て ほ ぼ said seaborne な waveform か ら non said seaborne な も の へ と big き く variations change す る others child を 観 measuring し た. こ れ は Co ^ 4 + > < を 囲 む acid element イ オ ン に よ る three-way call seaborne の polices according to parallel to the axis に な g_ < | | > (vertical な g_ < > coming) が low temperature の に with っ て big き く reduce (raised) す る こ と に cause す る. State of charge order に お い て は S = 1/2 の Co ^ 4 + > < lock と ス ピ ン の な い Co ^ < 3 + > lock が parallel に and ぶ state が proposal さ れ て い る. Low temperature に with large う き な g シ フ ト は move against strong magnetic planning に to か う low dimensional magnetic body に な short order of 徴 の 発 da に with う も の で あ る と exam え ら れ, S = 1/2 の a lock が existence す る と い う charge order status を く and shown strong sucking す た を る results.

项目成果

Recent development of high field ESR system in Kobe

神户高场ESR系统的最新开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series 51
• 作者: M.Chiba;G.A.Petrakovskii;H.Kikuchi;Y.Fujii;T.Fujita;M.Kumakura;S.Mitsudo;Sakakibara et al.;Tayama et al.;瀧本 哲也;瀧本 哲也;T. Yoshioka;M. Sigrist;A. Koga;T.Yoshioka;T.Sakurai;T.Yoshioka;H.Ohta
• 通讯作者: H.Ohta

ESR Measurements of KCuCl_3 under Multi Extreme Conditions

多种极端条件下KCuCl_3的ESR测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: AIP Conf. Proc. 850
• 作者: T. Sakurai;S. Okubo;H. Ohta;H. Tanaka;他
• 通讯作者: 他

High Field ESR Measurement of TlCuCl_3 under Pressure

压力下 TlCuCl_3 的高场 ESR 测量

• 发表时间: 2005
• 期刊: Prog. Theor. Phys. Suppl. No. 159
• 作者: A. Taketani;T. Sakurai;H. Tanaka;他
• 通讯作者: 他

High Field ESR Study of the Spin Gap System with the Field-Induced Phase

具有场感应相的自旋间隙系统的高场 ESR 研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Prog. Theor. Phys. Suppl. No. 159
• 作者: H. Ohta. T. Sakurai;S. Okubo H. Tanaka;他
• 通讯作者: 他