低次元銅酸化物における電荷とスピンの長距離秩序の研究(超伝導発現機構との関わり)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10440098
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小池 洋二 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 雅恒 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50211850) ; 野地 尚 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50180740)
• Keywords: 高温超伝導 / ストライプ秩序 / ホール効果 / MSR / 非線形伝導

Research Abstract

1. La系高温超伝導体La_<2-x>Ba_xCUO_4において電気伝導の非線形効果を調べた結果、x=1/8(Cuあたりのホール濃度p=l/8)の試料では非線形効果は観測されず、x=0.03のアンダードープの試料で弱い局在を示唆する非線形効果が観測された。この結果から、x=1/8の試料では、電荷とスピンのストライプ秩序のためにホールがかなり強く局在していることが推察された。
2. Bi系高温超伝導体において、ホール効果とμSRの実験を行ったところ、1/8異常が現れている試料、すなわち、CuサイトをZnで部分置換したBi_2Sr_2Ca_<1-x>Y_x(Cu_<1-y>,Zn_y)_2O_8のx=0.3125,y=0.025の試料では、ホール角の増大が観測され、また、低温でCuスピンのゆらぎのスローイングダウンが観測された。この結果から、Bi系においても、p〜1/8では電荷とスピンのストライプ秩序がZnによってピン止めされかかっている可能性が高いことが分かった。
3. Y系高温超伝導体Y_<1-x>Ca_xBa_2Cu_3O_<7-δ>のx=0と0.2で、Tcの酸素量依存性とp依存性を調べたところ、Tcは酸素量ではなくpで整理できることが分かった。ゆえに、Tcの60Kプラトーは酸素原子の秩序配列よりはむしろp〜1/8での超伝導の抑制の結果と見ることができ、Y系においても、p〜1/8でストライプ秩序がピン止めされかかっている可能性が高いことが分かった。
4. La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Zn_yO_4のオーバードープ領域で、TcのX依存性を詳細に調べたところ、x=0.19-0.22あたりで局所的にTcが極小を示し、電気抵抗率や熱電能の振舞いが周りの組成の試料に比べて非金属的であることが分かった。したがって、この組成のあたりで新しい秩序が形成されている可能性が高いことが推察された。

Research Products

• [Publications] M.Akoshima: "On the 60K Plateau of Tc in Y_<1-x>Ca_xBa_2Cu_3O_<7-δ> in Relation to the 1/8 Problem" Journal of the Physical Society of Japan. 67・10. 3653-3654 (1998)
• [Publications] N.Kakinuma: "Anomilies of Tc,resistivity,and thermoelectric power in the overdoped region of La_<2-X>Sr_xCu_<1-y>Zn_yO_4" Physical Review B. 59・2. 1491-1496 (1999)
• [Publications] I.Watanabe: "MSR Study on the Magnetic State of the Zn-Substituted Bi-2212 System" Physica B. (印刷中). (1999)
• [Publications] N.L.Saini: "Local structure and Tc suppression at 1/8 doping in Bi_2Sr_2Ca_<1-x>Y_x(Cu_<1-y>Zn_y)_2O_<8+d> superconductor" Journal of Synchrotron Radiation. (印刷中). (1999)