2011 Fiscal Year Research-status Report
高温超伝導体への新規アプローチ：Ｆｅ酸化物絶縁体を用いて
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23740254
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| Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び東海事業センター(利用研究促進部)) |
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Principal Investigator |
池 聖大 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(研究室)及び東海事業センター, その他部局等, 研究員 (10594898)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 高温超伝導体 / 磁性物質 / 中性子散乱実験 |
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| Research Abstract |
最近の見つかった高温超電導および金属のFe-pnictidesおよびFeカルコゲニドのメカニズムの論争に動機づけられて、私たちは1）を提案している。１)構造的特徴は共有するが、異なる磁性起源を持つ、絶縁体オキシカルコゲニドからの超伝導体を合成する新しいアプローチ、そして２）局在化電子の観点の磁性研究によってFeベースの超伝導体だけでなく高いTcの銅酸化物の不明瞭な超伝導メカニズムにより多くの明瞭な洞察を与えるであろう。プロジェクトの最初の年に、私たちは母物質の合成および特性に注目しました。私たちはドープしていないオキシカルコゲナイドの高品質な粉末試料の合成に成功しました。それは、キャリアーのドープにより超伝導体合成の次のステップの基材となる。ドープしていない合成物の巨視的および微視的性質を特徴づけるために、様々な実験を実施した。特に、弾性・非弾力的な中性子散乱が測定磁気基底状態の静的および動的性質を探索するために利用された。Feオキシカルコゲナイド(La2O2Fe2Se2とLa2O2Fe2OS2)の場合には、チェッカボードタイプ格子のフラストレート磁性体は、磁気秩序温度をはるかに上の室温でさえ、異常な磁気揺らぎを示すことが判明した。CoおよびMnオキシカルコゲナイドには著しいフラストレート効果はない一方、クエンチされていない軌道磁気モーメントのCoそして非常に低い次元の磁気相互作用のMnではそれぞれ異常な磁気励起およびゆらぎが観測された。母物質に関する私たちの実験結果は、オキシカルコゲナイドがチェッカーボード格子の幾何学的なフラストレーション、Isingタイプ基底状態の異常なクエンチされていないモーメンとからの軌道の励起および低次元性のような様々なスピン/軌道状態との新しい磁気を研究するためのよいモデルであることを示しました。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
プロジェクトゴールと最初の年のプロジェクトの業績は、下記:1)母物質およびキャリヤをドープした試料を合成するための最適条件の探索を行う: 我々は、固相反反応法を利用して La2O2Fe2OSe2、La2O2Fe2OS2、La2O2Co2OSe2およびLa2O2Mn2OSe2のような母材の粉末試料の合成に成功した。試料の品質は、X線粉末回折、磁化率および比熱測定によって確認されました。母物質の単結晶育成はフローティングゾーン法によって試み、小さい単結晶育成に成功した。しかし、中性子散乱実験用のためにはより大きなサイズ水晶を育てる必要がある。La2O2Fe2OSe2はこれまでの鉄系超伝導体とは異なり、強相関極限に位置する母物質であり、キャリアドープにより高温超伝導が期待される。銅酸化物と同様に電荷供給相としてLa2O2層を有しており、キャリアドープは容易におもえるが今のところ成功報告はない。我々は、Ca SrおよびBaのような荷電のドープにより、超伝導体を合成する条件を見つけた: 2)中性子散乱を中心とした様々な実験手法を用いて、母物質における異常な磁性および伝導特性の研究を行う。我々は、J-PARC、SNS(U.S.A)およびISIS(英国)のといった様々な中性子源を使用して、母物質中の新しい磁性を調査するために弾性・非弾力中性子散乱実験を行なった。我々は、オキシカルコゲナイドがチェッカーボード格子の幾何学的なフラストレーション、Isingタイプ基底状態の異常なクエンチされていないモーメンとからの軌道の励起および低次元性のような様々なスピン/軌道状態との新しい磁気を研究するためのよいモデルであることを示しました。しかしながら、私たちの実験、情報に限界がある粉末試料での実施であり、したがって、単結晶で、これらの合成物中の不明瞭のスピンダイナミクスを明らかにすることが要求される。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロジェクトの最終年で、我々は、1)母物質単結晶の合成および中性子実験に専念する。2) 様々な結晶成長技術の適用による超伝導体の合成および特性記述。私たちは、母物質のサブミリメートル・サイズ単結晶を既に得た。しかし、それは中性子散乱実験には十分ではない。我々は、より大きいサイズの決勝を得る努力をする予定である。また粉末測定で観察された面白いスピンダイナミクスを研究するためにそれらで中性子実験を行なう。第2のゴールを達成するために、MgB2超伝導体を作るために利用される高圧法を適用する。この方法は非一様な合成物を溶かすために利点を持っています。また、我々は合成の突破口を期待している。一旦合成の条件を見つけることができれば、我々は得られた物質のの物理的性質を調べる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度、ほとんどの予算は実験と学会旅行に費やされる。部分的に、ソフトウェアのライセンス更新および公表する論文代に使用される。1)物品費:Mathematicaソフトウェアライセンスの更新 - 100,000円2)旅費: 国内旅行: 200,000円, 海外旅行: 500,000円 - 700,000円3)その他: 論文出版代 - 100,000円
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