高温超伝導体のストライプ的秩序の電気伝導への寄与の直接検証

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12046222
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 前田 京剛 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (70183605)
• Keywords: マイクロ波電気伝導度 / 非線形伝導 / スピン梯子 / フラーレン / 超伝導-絶縁体転移 / ウィグナー結晶 / ストライプ相 / モット転移

Research Abstract

本研究では、「ストライプ」相や擬一次元スピン梯子系などに注目し,それぞれの電荷秩序の集団的電気伝導を捉えることを目的として以下の研究を行った.
1)ストライプ相La2-x-yNdySrxCuO4系では、詳細な追試によっても、マイクロ波ではその集団ダイナミクスを捉えることができなかった.
2)スピン梯子系Sr14Cu24041系ではマイクロ波領域の電気伝導度に共鳴構造を見出した.
3)2)に対応して、弱いながら、明瞭な非線形伝導をラダー方向に観測した.しかし,非線形伝導とマイクロ波伝導の定量的な検討の結果,従来CDW系で知られているような関係には合致しないことがわかった.これらのことから,Sr14Cu24041では,強相関電子系特有の新しい電荷秩序の集団運動が捉えられたものと考える.
4)Caを置換したらマイクロ波伝導や非線形伝導がどのようになるかを調べた.その結果,マイクロ波領域の共鳴は消失し,非線形伝導も定量的にまったく異なったものとなった.このことは、3)で結論した秩序状態というのが低キャリヤ濃度に特徴的なものであるとを示唆する.このことから,スピン梯子系では一次元ウィグナー結晶ができており,それが集団的に電気伝導に寄与していると考えられる.4)これらの研究を通じで様々な電気伝導度の大きさの物質においてマイクロ波伝導度をいかにして正確に評価するかという研究をおこなった.その途上で,アンモニアをドープしたフラーレン系で初めて,電気伝導度を評価することに成功し、この系の超伝導性の消失がアンモニア置換による対称性の低下によりもたらされたモット転移であるということを明らかにした.
5)4)に関連して、従来のマイクロ波伝導度を求める表式の問題点を指摘し、それを解決すべく、マイクロ波伝導度を求める新たな実験解析用の表式を提案した.

Research Products

• [Publications] A.Maeda: "Dynamics vs electronic states of vortx core high-Tc superconductors investigated by high-frequency impedance measurement"Physica C. 362. 6459-6464 (2001)
• [Publications] H.Kitano: "Interlayer electrodynamics of Bi_2Sr_2CaCu_2O_y from the c-axis complex dielectric constant measurement"Physica C. 362. 247-250 (2001)
• [Publications] Y.Tsuchiya: "Electronic state of vortices in YBa_2CuO_y investigated by complex surface impedance measurement"Phys. Rev. B. 63. 184517-184525 (2001)
• [Publications] Y.Tsuchiya: "Estimation of vortex viscosity from complex surface impedance measurement in the mixed state of YBa_2Cu_3O_y"Physica C. 362. 273-276 (2001)
• [Publications] A.Maeda: "Electrical conduction of (NHS)_xNaRb_2C_<60>"Physica C. 357-360. 99-102 (2001)
• [Publications] A.Maeda: "Ac conducativity of alkalidoped C_<60> compounds across the superconductor-insulator transition"Conference Proceedings (Nanonetwork materials, ed. S.Saito et el.). 590. 353-356 (2001)
• [Publications] Y.Togawa: "Bulk nature of broad-band noise in conduction noise spectra of Bi_2Sr_2CaCu_2O_y"Physica C. 357-360. 594-596 (2001)
• [Publications] H.Kitano: "Evidence for insulating conductivity in (NH_3)K_3C_<60> Systems"Phys. Rev. Lett.. 88. 096401-096404 (2002)
• [Publications] A.Maeda: "Au experimental approach to understand dynamical phase diagram of driven vortices of high-Tc superconductors"Physica C. 369. 177-181 (2002)
• [Publications] A.Maeda: "Location-sensitive measurement of the local fluctuation of driven vortex density in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y"Phys. Rev. Lett.. 65. 54506-54516 (2002)