高温超伝導酸化物における電荷・スピンのダイナミクスのμSR研究及び高圧μSR開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640364
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 渡邊 功雄 理化学研究所, ミュオン科学研究室, 研究員 (40260195)
• Keywords: High-Tc / USR / Stripe Correlations / 1 / 8Effect

Research Abstract

本年度はのμSR研究においては、Bi-2212系及びY-123系の試料を用いた測定を行った。各系において、ホール濃度がCu1原子にたいして約1/8程度で、更にZn等の非磁性不純物でCu原子を一部置換した試料に関する測定を行った。ホール濃度が異なった試料をいく種類か準備し、ゼロ磁場中及び磁場中でのμSRを繰り返した。その結果、ホール濃度が1/8近傍においてのみ、高温超伝導が異常に抑制されるとともに、Cuスピンの動的揺らぎが特異的に抑制されることを発見した。このことから、「1/8問題」として知られているこの異常な超伝導の抑制とCuスピンの揺らぎの安定化が密接に関係していることが判明した。また、この効果は、Bi-2212系においてもY-123系においても同様であったことから、「1/8問題」は、結晶系によるものではなくて、CuO_2面固有の電子状態によって発生するものであることが確認できた。
高圧セルは、打ち込むミュオン通過できる程度のセルの厚みを予想し、デザインを行った。英国のRIKEN-RALミュオン施設で得られる最大速度のミュオンを用いることを仮定し、銅材質のセルで厚みが10mmであるセルをデザインし製作中である。

Research Products

• [Publications] Isao Watanabe et al.: "USR study on the "1/8 Effect" mEu-Substituted Bi2212 System"Physica B. 284-288. 1071-1072 (2000)
• [Publications] Isao Watanabe et al.: "USR study on Hole-Doped High-Tc Oxioles around the Hole Concetration of 1/8 per Cu"Physica B. 289-290. 289-292 (2000)
• [Publications] Isao watanabe et al.: "Possibility of a New Ordered state of spins and Holes in the Single-Cystal La2-n Srx Cury ZnyO4(x=0.21・y=0 and 0.01)studied by USR"Physical Review B. 62. 11985-11988 (2000)
• [Publications] Isao Watanabe et al.: "USR study on the Cuspin State in the Zn-Substituted Bi2212 system around the Hole Concen tration of 1/8 per Cu"Physical Review B. 62. 14524-14530 (2000)
• [Publications] Megumi Akoshima et al.: "Anomalous Muon-Spin-Relaxation in the Zn-substituted YBa_2Cu_<3-2y>Zn_<2y>O_<7-δ> around the Hole Concentration of 1/8 per Cu"Physical Review. 62. 6761-6765 (2000)
• [Publications] Juichiro Arai et al: "Zn-Induced Magnetic Order Detected by USR around x=1/8 in Laz-x Srx Cu-y ZnyO_4"Physica B. 289-290. 347-350 (2000)