2007 Fiscal Year Annual Research Report
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16076209
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐藤 正俊 Nagoya University, 大学院・理学研究科, 教授 (40092225)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
室町 英治 名古屋大学, 物質・材料研究機構・国際ナノアーキテクトニクス〓研究拠点, 副拠点長 (30343833)
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| Keywords | 超伝導 / 物質開発 / コバルト酸化物 / フラストレーション / 核磁気共鳴 / 中性子散乱 / ソフト化学合成 / 構造解析 |
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| Research Abstract |
Na_xCoO_2・yH_2Oの超伝導機構の解明と新超伝導物質開発を主目的に研究した。
(化学的観点から)Na_xCoO_2について水との反応を検討し、母酸化物においても水との反応の過程でNa^+の一部がH_3O^+で置き換わることが明らかになった。得られたNa_x(H_3O)_zCoO_2(x+z=0.70)の磁化率を測定したところ、H_3O^+の導入以前のCurie-Weiss型からPauli常磁性へと劇的に変ることがわかった。このことはNa^+/H_3O^+の置換によって、系の電子構造が大きな影響を受けていることを示しており、水和超伝導体の超伝導発現機構にも関係する結果である。
(物理的観点から)Na_xCoO_2・yH_2O研究では、その磁性が超伝導発現にどう関わるかについて、銅酸化物に対する研究手法を参考にしながら、主としてNMRと中性子散乱によってデータをとった。これまで明らかにしてきた、クーパー対がsinglet状態にあること、転移温度T_c-V_Qの相図(V_Q:NMR四重極周波数)を完成してきたことをもとに、今年度は相図上に現れた非超伝導相について詳しく研究し、その状態がなにかについてほぼ解明した。中性子磁気非弾性散乱実験においては、その磁気励起の逆格子空間における分布や強度の温度変化を測定することが出来た。これは、弱い郷土の磁気励起を観測出来るほどの大型単結晶作成に成功したことによってもたらされた大きな成果で、この系の微視的特性を理解するキー情報を与えている。特に、フェルミ面のトポロジーについての情報は、超伝導機構の議論を行なう場合の土台となる重要な実験的事実を提出している。また、母物質であるNa_<0.5>CoO_2およびNa_<0.5>CoO_2の磁性に関しても進展が見られたこと、他の多くのフラストレート系で物質探索がなされ、それらの系の特異な物性を明らかにすることができた。
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