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2005 Fiscal Year Annual Research Report

組成と層間キャリア濃度差の精密制御による100K級銅酸化物超伝導体のTc向上

Research Project

Project/Area Number 17038023
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

伊豫 彰  独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 研究グループ長 (50356523)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 永崎 洋  独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (20242018)
鬼頭 聖  独立行政法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (30356886)
Keywords高温超伝導 / 多層型銅酸化物超伝導体 / 高圧合成法 / フローティングゾーン法 / 新超伝導体探索 / 酸化物単結晶育成
Research Abstract

高温超伝導体は、電荷供給層(CRL)と無限層(CaCuO2)が積層した結晶構造となっており、CRLに含まれる特徴的な元素をもって、La系、Bi系、Tl系、Hg系、Cu系、F系などと呼ばれる。それぞれの系には、無限層構造に含まれるCuO2面の枚数(n)の変化もある。TcとCuO2面の枚数(n)との関係は、銅酸化物のTcの極限を追求する上でも興味深い問題である。現在、多くの系でTcはn=3で最高値となり、それ以上CuO2面を増やすと逆にTcが低下することが知られている。nを限りなく大きくするとTcは最終的にどうなるのであろうか?この問いの答えは、CRL間のCuO2面にキャリアがどのように分布するかに依存すると考えられる。キャリアが全てのCuO2面にほぼ一様に分布するという考え方に従うと、総キャリア量が増え続けない限り、CuO2面一枚当たりのキャリア濃度が減少するため、超伝導はいずれ消失するであろう。ところが、NMRによる多層型銅酸化物の系統的な測定は、キャリアはCRLに隣接するCuO2面(OP)に多く存在し、内側のCuO2面(IP)には少ないことを示している。この場合、Tcのn依存性はそれほど単純ではないはずである。
そこで、我々はHgBa2Can-1CunOyとBa2Can-1Cun(O,F)2について高圧下で合成し、Tcのn依存性を調べた。その結果、n〜9においても80〜100Kという高いTcが維持され、n【greater than or equal】5でTcがnに依存しなくなることを見いだした。Hg-1245においてOPで超伝導がIPで反強磁性がNMRとμSR測定によって観測されていることを考慮して、CRL間に幾ら多くのCuO2面が有っても、CRLは高いTcを維持するのに十分なキャリアを隣接するCuO2面には与えることができ、その結果、Tcがnに対して一定となると解釈した。

  • Research Products

    (7 results)

All 2006 2005

All Journal Article (5 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis and physical properties of multilayered cuprates2006

    • Author(s)
      A.Iyo, Y.Tanaka, Y.Kodama, H.Kito, K.Tokiwa, T.Watanabe
    • Journal Title

      Physica C (掲載決定、巻・号は未定)

  • [Journal Article] High pressure synthesis and superconducting properties for the multi-layered Ba2Can-1Cu2O2n(O, F)22006

    • Author(s)
      H.Kito, A, Iyo
    • Journal Title

      Physica C (掲載決定、巻・号は未定)

  • [Journal Article] Effect of disorder outside the CuO2 planes on Tc of copper oxide superconductors2005

    • Author(s)
      Fujita K, Noda T, Kojima KM, Eisaki H, Uchida S
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 95

      Pages: 97006

  • [Journal Article] Atomic-scale sources and mechanism of nanoscale electronic disorder in Bi2Sr2CaCu2O8+delta2005

    • Author(s)
      McElroy K, Lee J, Slezak JA, Lee DH, Eisaki H, Uchida S, Davis JC
    • Journal Title

      SCIENCE 309(5737)

      Pages: 1048

  • [Journal Article] Coincidence of checkerboard charge order and antinodal state decoherence in strongly underdoped superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+delta2005

    • Author(s)
      McElroy K, Lee DH, Hoffman JE, Lang KM, Lee J, Hudson EW, Eisaki H, Uchida S, Davis JC
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW LETTERS 94

      Pages: 197005

  • [Book] 「固体物理」新物質・新結晶:頂点F系多層型高温超伝導体の合成と物性2006

    • Author(s)
      伊豫 彰
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      (株)アグネ技術センター
  • [Book] 「バルク単結晶の最新技術と応用開発」第8章 酸化物超伝導単結晶2005

    • Author(s)
      永崎洋, 綿打敏司
    • Total Pages
      20
    • Publisher
      (株)シーエムシー出版

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Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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