インターカレーションによる複合銅酸化物の電子相転移の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小池 洋二 東北大学, 工学部, 教授 (70134038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 雅恒 東北大学, 工学部, 助手 (50211850) ; 野地 尚 東北大学, 工学部, 助手 (50180740)
• Keywords: 酸化物高温超伝導体 / インターカレーション / 高温超伝導 / 異方性 / Bi_2Sr_<1.4>La_<0.6>CuO_<6+δ> / 多層膜 / 過剰酸素

Research Abstract

高温超伝導の発現機構に関する知見を得ることを目的として、前年度は、オーバードープ領域にあるBi系高温超伝導体のBi2212相Bi_2Sr_2CaCu_2O_<a+δ>にヨウ素をインターカレーションし、超伝導転移温度Tcと電子構造の異方性(次元性)のインターカレーションによる変化について調べたが、今年度は、アンダードープ領域にあるBi2201相Bi_2Sr_<1.4>La_<0.6>CuO_<6+δ>の単結晶についてヨウ素インターカレーション、および、過剰酸素注入を行い、それによるTcと電子構造の異方性(次元性)の変化を調べた。
Tcは、インターカレーションと過剰酸素注入のいずれによっても、あまり変化しなかった。インターカレーションや過剰酸素注入によるキャリヤ-濃度の増加は、Bi2212相の場合に比べて僅かであることが分かった。また、超伝導転移のブロードニングはインターカレーションや過剰酸素注入によってあまり変わらず、すなわち、超伝導ゆらぎの効果は変わらず、したがって、擬2次元性もあまり大きくは変化していないことが分かった。
以上の実験結果より、Bi2201相へのヨウ素インターカレーションの場合は、常伝導層の厚みの増大がTcに及ぼす効果は小さく、また、Bi2201相が有している強い擬2次元性は、キャリヤ-濃度の増加が少ないためにあまり変化しないものと理解できた。過剰酸素注入の場合も、キャリヤ-濃度の増加が少ないために、Tcはほとんど変化せず、擬2次元的なままであると理解できた。これらの結果は、Bi2212相の場合と同様に、高温超伝導体を超伝導層(CuO_2)と常伝導層(ブロック層)からなる多層膜とみなすモデル(多層膜モデル)で定量的にも理解できることが分かった。

Research Products

• [Publications] A. Fujiwara: "Changes of the Dimensionality and Tc through the Iodine Intercalation and Oxidation in Bi_2Sr_2CaCuO_<8+δ> Single Crystals" Physical Review B. 51・21. 15598-15606 (1995)
• [Publications] Y. Koike: "Dimensionality, Tc and Cu-Site Substitution Effect of Iodine-Intercalated and Oxidized Bi_2Sr_2CaCuO_<8+δ> : Interpretation by the Multilayer Model" Physica C. 263. 329-332 (1996)
• [Publications] T. Kluge: "Iodine Intercalation in Bi_2Sr_2Ca(Cu_<1-z>Co_8)_2O_<8+δ> with Different δ Values" Physical Review B. 54・1. 86-89 (1996)
• [Publications] T. Kluge: "Carrier-Dependent Tc-Suppression in Cu-Site Substituted High-Tc Cuprates" Czechoslovak Journal of Physics. 46・Suppl. S3. 1443-1444 (1996)