La系銅酸化物超伝導体のジャロンシンスキー守屋相互作用定数のNMRによる実験的決定

• Project/Area Number: 07740279
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 後藤 貴行 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90215492)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1995: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 銅酸化物超伝導体 / ジャロンスキー守谷相互作用 / NMR(核磁気共鳴) / スピンフリップ

Research Abstract

本研究の目的は、La系e銅酸化物超伝導体La_<2-x>M_xCuO_4(M=Ba,Sr)におけるx≡0.125/Ba,0.115/Srでの超伝導の異常消失の機構と深く係わっていると考えられる低温での磁気秩序の性質を明らかにするために、Cu-3dスピン間に働くジャロシンンスキー・守谷相互作用の大きさをNMRを用いて実験的に求めることである。この研究の背景には、銅酸化物超伝導体のCu-3dスピン間に強いジャロンシンスキー守屋相互作用が存在する場合、有限なキャリヤ濃度において反強磁性転移が起こる可能性の指摘(Bonesteelのモデル)がある。我々はこのモデルを検討するため反強磁性秩序状態において強磁場下でのスピンフリップ現象を観測することを目的とした。
本年度は、まず予備実験として、本研究の対象物質の母体である典型的な2次元Heisenberg反強磁性体La_2CuO_4におけるスピンフリップの検出を17テスラ超伝導マクネットとLa-NMRを用いて試みた。La-NMRスペクトルは、Cu-3dスピンの磁気秩序の高感度なプローブであり、スピンフリップの検出は、ピークの分裂幅の変化を通して行える。なおこの系では既に磁気抵抗の変化から間接的に求められたスピンフリップの相図が報告されており、外磁場を面内に印加した場合4.2Kでは約10テスラと17テスラで逐次転移することがわかっている。c軸配向試料を用い、4.2Kの反強磁性秩序状態で外部磁場5〜13T(共鳴周波数27〜70MHz)において中心線(±1/2遷移)スペクトルを測定した結果、10テスラ以上で分裂幅の急激な減少が観測され、低磁場側のスピンフリップをダイレクトに観察できた。今後、温度と磁場範囲を更に拡げ、高磁場側の転移についても調べると共に、当初の目的であるキャリヤをドープした系での測定を行う予定である。