核磁気共鳴法による梯子格子物質および高温超伝導体の量子スピン励起に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694048
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 熊谷 健一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70029560)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古川 裕次 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50280863)
• Keywords: NMR / 梯子格子物質 / 磁気秩序 / 低次元量子スピン / スピンギャップ

Research Abstract

梯子格子スピン系においてスピン一重項基底状態と励起状態との間にスピンギャップが形成され、銅酸化物高温超伝導体に見られる擬スピンギャップとの関連で、そのスピン励起に興味が持たれている。本研究では、キャリアのドープ可能な1次元chainと梯子格子をもつ単結晶試料Sr_<14-X>Ca_XCu_<24>O_<41>および反強磁性試料Sr_<14-X>La_XCu_<24>O_<41>でNMRをおこない、スピンギャップ形成を示すとともに、緩和時間、内部磁場の温度・磁場依存性からスピン励起の特性を明らかにした。さらに、単結晶試料Sr_<14-X>La_XCu_<24>O_<41>において、磁場誘起スタッガードモーメントが観測された。その温度および磁場依存性は大きく異なり方向依存性が大きい。NMRスペクトルの解析により、梯子層において不純物(局在ホール)の周りに磁気モーメントが誘起されることを明らかにし、梯子層における反強磁性とスピンギャップ状態との共存を示した。また、超伝導発現領域Sr_<2.5>Ca_<11.5>Cu_<24>O_<41>で見いだされた反強磁性磁気秩序について、比熱、磁化率、NMRの測定をおこない、その磁気秩序が1次元鎖層のCuスピンによるものであることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 熊谷 健一: "NMR Study of Field Induced Staggered Moments in Single Crystal of Spin Ladder Sr_<14x>La_x Cu_<24>O_<41>"Physica B. 259-261. 1044-1045 (1999)
• [Publications] 熊谷 健一: "NMR/NQR Study on Magnetizm of Spin Ladder Sr_<14x>A_xCu_<24>O_<41> (A=Ca and La)"J. Low Temp. Phys.. 117. 1683-1697 (1999)
• [Publications] 熊谷 健一: "Spin Gap and Hole paring of Sr_<14x>A_xCu_<24>O_<41> (A =Ca and La) Single Crystal Studied by electrical resistivity and thermal conductivity"J.Low Temp.Phys.. 117. 1689-1693 (1999)
• [Publications] 熊谷 健一: "NMR/NQR Study on Magnetizm of Spin Ladder Sr_<2.5>Ca_<11.5>Cu_<24>O_<41>"Z. Natorforsch. 55a(印刷中). (2000)