酸化物高温超伝導体の反強磁性相における低温磁気秩序のNMRによる研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640425
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 二木 治雄 琉球大学, 教養部, 助教授 (80145549)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨吉 昇一 愛媛大学, 工学部, 助教授 (50005922) ; 矢ケ崎 克馬 琉球大学, 理学部, 教授 (70045037)
• Keywords: 酸化物高温超伝導体 / 反強磁性体 / 核磁気共鳴(NMR) / 核四重極共鳴(NQR) / 核スピン-格子緩和時間 / スピン-スピン緩和時間

Research Abstract

反強磁性相における酸化物高温超伝導体YBa_2CU_3O_<7-delta>(YBCO)の低温磁気秩序を研究するために、水素をドープした粉末試料YBa_2Cu_3O_<6.1>H_<0.14>を作製し、その水素をプローブとしたプロトンNMRを行った。その結果をより詳細に検討するために、Cu(1)サイトのCu NQRも行った。
1.プロトンNMRの線幅の温度依存性から、
1)水素原子はCu(1)サイト近傍にトラップされることがわかった。
2)20K以下での線幅の急激な増大によりCu(1)サイトに低温で微弱な内部磁場が生じることがわかり、低温での磁気秩序に変化が起こっていることが示唆された。
2.このことをより詳細に研究するためにCu(1)サイトの^<63>Cu NQRを行い、線幅、核スピン-格子緩和時間 T_1,スピン-スピン緩和時間T_2の温度依存性を測定した。
1)20K以下で共鳴スペクトルの線幅や共鳴周波数は変化しなかった。
2)T^2_<-1>、T^1_<-1>はそれぞれ、20Kと40K付近で極大を示した。
3)プロトンNMRの20Kでの線幅の増大とCu NQRのT^2_<-1>やT^1_<-1>の増大は、結晶内部での揺動磁場の存在を示唆した。
4)中性子回折の実験結果を考慮すると、揺動磁場の原因はCu(1)またはCu(2)サイトに部分的に生じたataggeredなCu^<2+>モーメントと考えられる。
3.80K以上260Kまでの測定では、T_2は260Kまで減少し続けるが、ネール温度が410Kであるにもかかわらず、T_1は260K付近ですでに一定になり、特異な温度変化をしている。このため、どの様な緩和機構が80K以上でCu(1)サイトのCu核を支配しているかは、今後酸素濃度依存性を含めた実験を行って、総合的に判断をする必要がある。

Research Products

• [Publications] Haruo NIKI: "Hydrogen-doped Antiferromagnetic YBa_2Cu_3O_<7-delta> Hxas Sudied by Proton NMR and NQR" Zeitschrift f〓r Naturforschung. 49a. (1994)
• [Publications] 二木治雄: "強相関係物質のNMR" 東北大学金属材料研究所新素材開発施設共同利用研究報告書. 5. (1994)