NMR study of high Tc cuprate superconductors with the T' structure

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03505
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 深澤 英人 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (90361443)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小堀 洋 千葉大学, 大学院理学研究院, 名誉教授 (10153660) [Withdrawn] ; 川股 隆行 東北大学, 工学研究科, 助教 (00431601)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 核磁気共鳴 / 高温超伝導 / 擬ギャップ

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E（Eu）をS, C（Sr, Ca）で置換したT’-LE(S,C)CO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。本物質はT'構造のままホールドープを行なうことができるのが特徴であるが、ホールドーピングによって反強磁性ゆらぎはあまり変化しないこと、超伝導対称性はd波が実現していることが明らかになった。本研究課題を通じて、T'型の銅酸化物高温超伝導体においても擬ギャップ現象が本質的に存在することが明らかになった。今後はこの擬ギャップの起源を探ることが重要課題である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ポーランド科学アカデミー(ポーランド)
  • Country Name: POLAND
  • Counterpart Institution: ポーランド科学アカデミー
• [Int'l Joint Research] ポールシェラー研究所(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: ポールシェラー研究所
• [Journal Article] Zero-Field NMR for the Pressure-Induced Phase of α-Mn (2022)
  • Author(s): Shioda Naoki、Fukazawa Hideto、Ohama Tetsuo、Kohori Yoh
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 91 Pages: 023709-1-4
  • DOI: 10.7566/JPSJ.91.023709
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 63,65Cu, 139La-NMR study of Electron-doped High Temperature Cuprate Superconductor T'-La1.8Eu0.2CuO4-yFy (2022)
  • Author(s): H. Fukazawa, Y. Lee, M. Watai, K. Tamura, T. Ohama, Y. Kohori, T. Sunohara, K. Shiosaka, R. Nagaoka, T. Kawamata and Y. Koike
  • Journal Title: J. Phys.: Conf. Ser. Volume: 2164 Pages: 012003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sudden Suppression of Internal Magnetic Fields under High Pressure in α-Mn (2021)
  • Author(s): Ito Tomoaki、Fukazawa Hideto、Shioda Naoki、Kataoka Yuki、Ohama Tetsuo、Kohori Yoh
  • Journal Title: Journal of the Physical Society of Japan Volume: 90 Pages: 085001～085001
  • DOI: 10.7566/JPSJ.90.085001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of the magnetic q vectors in the heavy fermion superconductor Ce3PtIn11 (2021)
  • Author(s): Shioda Naoki、Kumeda Kazuki、Fukazawa Hideto、Ohama Tetsuo、Kohori Yoh、Das Debarchan、Blawat Joanna、Kaczorowski Dariusz、Sugimoto Koudai
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 104 Pages: 245119-1-7
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.104.245119
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体T’-Pr1.3-xLa0.7CexCuO4（x = 0.05）のNMR (2022)
  • Author(s): Lee Yongsun, 田村昂磨, 深澤英人, 大濱哲夫, 小堀洋, 永久保侑祐, 田島一輝, 川端公貴, 高橋晶, 川股隆行, 足立匡, 小池洋二
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] ホールドープ型銅酸化物高温超伝導体T'-La1.775Eu0.2Sr0.025CuO4の63Cu NMRによる研究 (2021)
  • Author(s): 田村昂磨, LeeYongsun, 深澤英人, 小堀洋, 春原稔樹, 塩坂浩太, 長岡凌生, 川股隆行, 小池洋二, 大濱哲夫
  • Organizer: 日本物理学会
• [Presentation] 63,65Cu,139La-NMR study of Electron-doped High Temperature Superconducting Cuprates (2021)
  • Author(s): Yongsun Lee, Masaki Watai, Hideto Fukazawa, Tetsuo Ohama, Yoh Kohori, Akira Takahashi, Toshiki Sunohara, Kota Shiosaka, Takayuki Kawamata, Koki Kawabata, Kazuki Tajima, Tadashi Adachi and Yoji Koike
  • Organizer: Meaterials Research Meeting 2021
  • Int'l Joint Research