2020 Fiscal Year Research-status Report
T’型銅酸化物高温超伝導体の本質的基底状態の核磁気共鳴法による解明
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18K03505
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
深澤 英人 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (90361443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小堀 洋 千葉大学, 大学院理学研究院, 名誉教授 (10153660)
川股 隆行 東北大学, 工学研究科, 助教 (00431601)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 核磁気共鳴 / 高温超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銅酸化物高温超伝導体はその発見以来、母物質である反強磁性モット絶縁体にキャリアを注入することにより超伝導が発現すると考えられてきた。しかし、近年Nd2CuO4構造いわゆるT’構造をもつ電子ドープ型高温超伝導体において、過剰酸素を取除くことにより、電子をドープしなくても超伝導が発現する可能性が示された。しかし、一方で実験的に示されてきたこのノンドープ超伝導は、実は酸素がCuO2面から取り除かれ電子ドープが起こっており、その超伝導は従来通りのドープされたモット絶縁体としての高温超伝導であるとも、最近の研究では指摘されている。
T’-PLCCOやT’-LECOは、適切な還元処理により、超伝導を示し、還元処理の度合いにより超伝導転移温度Tcの異なる試料を得ることができる。本年度は、様々なTcをもつこれらの試料の中でT’-LECOのOをFで置換したT’-LECOFに注目し、系統的に63,65Cu核、139La核のNMR測定を行ない、さらに、温度を変化させて63,65Cu核のNMR測定を行なうことにより、この物質における磁気ゆらぎと超伝導の関係について調べた。具体的には、超伝導・常伝導状態における核スピン・格子緩和率測定およびナイトシフト測定を行なうことにより、超伝導対称性および反強磁性ゆらぎの有無・強さを明らかにした。特に、電子ドーピングが進むにつれて反強磁性ゆらぎが抑制されること、どのドーピング域においてもd波超伝導状態が実現していることが明らかになった。また、低ドープ域で擬ギャップ現象を観測した。コロナ禍にあって、大学への入構規制もあり、今年度は以上の結果について論文として公表することに注力した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
まずコロナ禍に見舞われたため、大学への入構が著しく制限され、また授業や教務関連のオンライン対応など教育者として業務が急増したため、研究に割ける時間が急激に減少したことがある。
また、結晶中の酸素欠損の位置決めに関して、決定的なことが言えない状況である。しかし、定量性をもって結論付けるには多くのデータが必要であり、これについては引き続き持ち越しとなっている。
前年度のもっとも驚きの結果として、T'-LEOCOFにおいても擬ギャップ現象を観測したことがあった。これは、銅酸化物高温超伝導体における電子ホール対称性が存在するかという問題への足掛かりになる結果であると考えられ、これらについて論文雑誌で公表をすることができた。関連の結果については次年度に公表を考えており、当初の予定である３年では研究を完遂させることができなかったため、やや遅れていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
いまだコロナ禍であるものの、大学における研究に割ける時間が復活しつつある。
T'-LECOのLaをSrで置換した試料の合成も進んでおり、この試料ではホールドープが進んでいると考えられる。昨年度充分に研究を進展させることが難しかった、この試料における反強磁性揺らぎや超伝導状態に関しても研究を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍にあって、論文公表を行なうことはできたものの、大学での実験研究を思うように実施することができなかった。そのため、当初予定していた額の寒剤を利用するに至らず、研究環境整備のための支出のみとなったため、次年度使用額が生じた。
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[Journal Article] Pseudogap Behavior in T'-Pr1.3－xLa0.7CexCuO4 Revealed by 63,65Cu NMR2020
Author(s)
Yongsun Lee, Hideto Fukazawa, Shuhei Kanamaru, Masahiro Yamamoto, Yoh Kohori, Akira Takahashi, Takayuki Kawamata, Koki Kawabata, Kazuki Tajima, Tadashi Adachi, and Yoji Koike
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 89
Pages: 073709-1-5
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体T’-Pr1.7-xLa0.3CexCuO4のNMRによる研究2021
Author(s)
Lee Yongsun, 渡井将希, 金丸周平, 後藤雅人, 深澤英人, 小堀洋, 高橋晶, 川股隆行, 川端公貴, 田島一輝, 足立匡, 小池洋二
Organizer
日本物理学会第76回年次大会（2021年）
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