高温超伝導関連物質の強磁場磁性

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02640257
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 杉山 清寛 大阪大学, 理学部, 助手 (00187676)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊達 宗行 大阪大学, 理学部, 教授 (80028076) ; 吉田 立 大阪大学, 低温センター, 助手 (90127316) ; 山岸 昭雄 大阪大学, 極限物質研究センター, 助教授 (10006273)
• Keywords: 高温超伝導 / 強磁場 / 2次元伝導 / 希土類化合物 / 磁化測定 / 磁気抵抗 / 多段磁化 / スタッガ-ド磁場

Research Abstract

前年度に引き続き、超伝導関連物質であるR_2CuO_4の強磁場磁化を系統的に調べた。以前測っていたNd_2CuO_4では[110]から[100]への磁化のとびの角度変化と、[110]方向での0.6Kまでの温度変化を測定した。その結果、1K以下で従来見つけていた2段の磁化のとびがさらに別れて3段になることを発見した。この1K以下の変化は中性子散乱の実験で見つかっている1K付近での相転移と関係があるものと思われるが詳しいことはわかっていない。次にこれらの磁気転移と超伝導との関係を調べるため、超伝導を起こすNd_<2-x>Ce_xCuO_4を還元処理を行わずに超伝導を起こさない試料を作成して磁化の測定を行った。Ce濃度の増加により転移磁場、Ndモ-メントの飽和磁場などはともに減少するが、超伝導の発現磁場に至ってもゼロにはならなかった。
前年度に発見したGd_2CuO_4での1テスラ(T)以下の低磁場でバラエティに富んだ異常磁化の原因について考察を行いGdスピンと相互作用しているCuスピンのジャロチンスキ-.モリヤ相互作用によるキャンティングが異常磁化に大きくな役割を果たしていると推定した。しかし、Gdスピン自身のフラストレ-ションなども重要であり、T_N以上でのショ-トレンジオ-ダ-、スタッガ-ド磁場、などを考慮して更に解析する必要がある。
以前に超伝導を起こすNd_<2-x>Ce_xCuO_4で発見した抵抗のlnT依存性は、2次元系での弱局在領域の電気伝導のlnT依存性によるものと結論したがこの結果が他の高温超伝導体においても言えることかどうかが次の問題である。そこで残留抵抗がある程度大きいことがこの現象を見る上で、重要であるのでNTTの日高氏と共に残留抵抗のコントロ-ルについて検討し可能性を探った。その結果、この研究が可能であるので次年度の科学研究費を申請して研究を継続する予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Hidaka: "Two‐dimensional Weak Localization in High‐T_c Superconductor Nd_<2-x>Ce_xCuO_y under High Magnetic Field" Journals of Physical Society of Japan. 60. 1185-1188 (1991)
• [Publications] K.Sugiyama: "Magnetization of R_2CuO_4 (R=Nd,Pr,Gd) Single Crystals" Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
• [Publications] K.Sugiyama: "Two Dimensional Conductivity in Electron High‐T_c Superconductor Nd_<2-x>Ce_xCuO_y in High Magnetic Field" Physica B.