1997 Fiscal Year Annual Research Report
高圧下におけるランタン銅酸化物の逐次構造相転移と超伝導異常
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07454242
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
伊土 政幸 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90111145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 研 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70204211)
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| Keywords | 銅酸化物高温超伝導体 / 構造相転移 / ストライプ相関 |
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| Research Abstract |
La_<2-x>M_xCuO_4(M=Ba,Sr)系銅酸化物超伝導体では、x=1/8の近傍で超伝導が著しく抑制されることが知られている。最近、Ndを添加したLa_<2-x>Sr_xCuO_4(La-Nd-Sr)系の中性子散乱実験から、この超伝導の抑制は電荷(ホール)とスピンのストライプ相関の発達によることが指摘された。そして、このストライプ相関は、低温(T_1〜60K)の構造相転移に伴う格子ポテンシャルがドメインウオール内のホールをピン止めするため、秩序化すると考えられた。しかし、Ndを添加したLa_<2-x>Ba_xCuO_4(La-Nd-Ba)系では、Ndの添加により構造相転移温度T_1は100K以上に上昇するが、電荷とスピンのストライプ秩序の形成は60Kに止まる。このためストライプ秩序とT_1での構造相転移との関連性が改めて問題となった。そこで、本研究では、
(1)La_<2-x>Ba_xCuO_4(La-Ba)系に圧力を印加してT_1での構造相転移を抑制すると、ストライプ秩序が揺らぎの状態に戻って系の伝導性が回復し、超伝導も復活すること、
(2)圧力によりLa-Nd-Ba系のT_1での構造相転移を抑制すると、やはり60K付近のストライプ秩序が消失し、Tcが大きく回復することを明らかにし、
T_1が60K以上であれば電荷とスピンのストライプ相関が60K付近で急速に発達すること、また、T_1以下での結晶ポテンシャルが電荷(ホール)のピン止めを通じてストライプ秩序の安定化をもたらすことを確認した。さらに、本研究では、T_1での構造相転移が起こらないLa_<2-x>Sr_xCuO_4系の低温における熱的性質の系統的研究から、整合エネルギーが有効となるホール濃度p(=1/8)でのみストライプ相関が発達し、超伝導が抑制されることを示す直接的証拠を得た。
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[Publications] M.Oda: "Strong pairing interactions in the underdoped region of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>" Physica C. 281. 135-142 (1997)
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[Publications] M.Oda: "STM/STS studies for doping effects on the symmetry and magnitude of superconducting gap in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>" Physica C. 282-287. 1499-1500 (1997)
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[Publications] C.Manabe: "Atomic Images and Tunneling Spectra on Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> Cleaved Surface by STM" Journal of the Physical Society of Japan. 66. 1776-1784 (1997)
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[Publications] M.Oda: "Strong pairing interaction and pseudogap behavior in underdoped Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>" Journal of Physics and Chemistry of Solids. (in press).
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[Publications] N.Momono: "Dependence of superconducting gap on hole doping level in La_<2-x>Sr_xCuO_4" Journal of Physics and Chemistry of Solids. (in press).
