1992 Fiscal Year Annual Research Report
高圧を用いたランタン銅酸化物系の超伝導と逐次構造相転移に関する研究
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02452028
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
伊土 政幸 北海道大学, 理学部, 教授 (90111145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 研 北海道大学, 理学部, 講師 (70204211)
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| Keywords | 酸化物高温超伝導体 / 構造相転移 / 圧力効果 / 熱膨張率 |
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| Research Abstract |
本研究はLa_<2-X>M_XCuO_4(M=Ba,Sr)系における超伝導と正方晶-斜方晶転移、斜方晶-低温斜方晶転移との関連性を明らかにすることを目的としている。これまでに、後者の構造相転移(M=Ba)に伴ってフェルミ準位での状態密度N(O)が減少するため超伝導転移温度Tcが大きく低下すること、N(O)の減少はCu-O面内にできる非等価な酸素サイトと関係すること等を示してきた。今年度は、熱膨張率の測定から高圧下での構造相転移の様子を詳細に調べ、x=0.125のごく近傍を除くと構造相転移と超伝導が競合していることを改めて確認した。一方、x=0.125の試料では2GPaの高圧によって構造相転移を完全に抑制しても、Tcは10K程度までしか回復しないことが明かとなった。このことは、x〜0.125の試料では構造相転移以外にも超伝導を抑制する機構が存在することを意味する。そこで、高圧下での電気抵抗の温度依存性を詳しく測定したところ、x=0.125の試料に限って電子系に強い散乱が働いていることが分かった。この散乱機構とTcの大きな低下との関連性を調べることが今後に残された課題となっている。
一方、正方晶-斜方晶移転を熱膨張率から調べた結果、ある圧力Pc以上で正方晶相が低温まで安定化することを確認した。また、この高圧下の正方晶相でもバルクの超伝導が見られることを反磁性の測定から明らかにした。この結果は"La系の正方晶相はバルクの超伝導を示すか否か"という論争に一つの解答を与えるものである。さらに、高圧下でのTcの圧力依存性を精密に測定し、Pc以下の圧力下では構造相転移温度が減少するにしたがってTcは増加するが、斜方晶相が消失し低温まで正方晶相となると(P≧Pc)その圧力係数が非常に小さくなることを見つけた。この結果から、斜方晶相での超伝導の抑制は酸素八面体の傾きと関係していることを始めて結論できた。
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[Publications] N.Momono: "Low-Temperature Crystal Structure and Superconductivity in La_<2-X>Ba_XCuO_4" Physica C. 183. 241-246 (1991)
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[Publications] M.Oda: "Electronic Properties of Doped Holes and Magnetic Properties in La_<2-X>Ba_XCuO_4" Physica C. 183. 234-240 (1991)
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[Publications] M.Ido: "Pressure Effect on Superconductivity and Low-Temperature Phase Transition in Ba-Doped La_2CuO_4" Physica B. 185-189. 911-912 (1991)
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[Publications] M.Oda: "Magnetic Depairing in Highly Doped La_2CuO_4" Physica B. 185-189. 1157-1158 (1991)
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[Publications] N.Yamada: "Pressure effects on superconductivity and structural phase transitions in La_<2-X>M_XCuO_4(M=Ba,Sr)" Physica C. 203. 240-246 (1992)
