高温超伝導体の研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62065004
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 田中 昭二 東海大学, 理学部, 教授 (50010624)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 京剛 東京大学, 工学部, 助手 (70183605) ; 田島 節子 東京大学, 工学部, 講師 (70188241) ; 内田 慎一 東京大学, 工学部, 助教授 (10114399) ; 藤原 毅夫 東京大学, 工学部, 助教授 (90011113) ; 内野倉 國光 東京大学, 工学部, 教授 (20015564)
• Keywords: 超伝導 / 高温超伝導体 / 酸化物超伝導体 / 超伝導薄膜

Research Abstract

1.希土類ランタノイド-銅酸化物の高温超伝導探索とその物性: 「物質探索」の立場から、結晶化学的考察に基づいて超伝導体を「設計」する事を試みた。4配位の銅の2次元配列からなる新超伝導体Ln_<2-x>Ce_xCuO_<4-y>(Ln=Pr,Nd,Sm)(Tc=25K)及び5配位の銅の2次元配列及び、Aサイイオンの秩序構造からなるLa_1Ln_1(Sr)CuO_4-y(Ln=Sm,En,Gd)no新物質を発見した。特に前者は「電子」を電荷担体とする初めての高温超伝導銅酸化物であり、超伝導機構のモデルに大きな波紋を投げかけた。「物性研究」については前年度より継続してLa_<2-x>Sr_xCuO_4系の系統的測定を行い、Sr高濃度領域における電子状態及び磁性に転移に伴う特徴的変化を見出した。2.酸化物高温超伝導体の電子物性及び薄膜の研究:新超伝導体Bi_2Sr_2Ca_<n-1>Cu_nO_yを中心に、基礎応用両面にわたり研究を行った。(1)CuO_2層の異なる各組の単一相化につとめ、特に最高のTcを有する2223相については、世界で初めて、良質な試料の合成とその物性測定に成功した。(2)80K相では、CuO_2平面な不純物を意図的にドープする事により、これまで例がなかった、乱れの効果だけを抽出する事に成功した。(3)オゾンを用いた蒸着を行う事により、世界で初めて、この物質のエピタキシアル成長に成功し、大型単結晶薄膜を得る事に成功した。3.酸化物超伝導体の電子物性に関する理論的研究:(1)La_2CuO_4,YBa_2Cu_3O_x(x=6,7,8)及びNd_2CuO_4の電子構造を局所密度関数理論に基づき、線型化マフィン・ティン軌道法を用いて計算した。いずれの結果も実験的事実に反し、強い相関の存在が本質であることを示している。(2)銅位置での大きなクーロン相互作用の極限での2バンド・モデル(近藤格子)を調べた。ホールと局在スピンの相互作用が反強磁性的である場合、正孔のまわりに局所的なスピン一重項の雲が形式される。このスピン一重項の雲の重なりを通して、2つの正孔の間に引力的相互作用の働く可能性を指摘できる。

Research Products

• [Publications] 高木英典: Nature. 332. 236-238 (1988)
• [Publications] 前田京剛: Jpn.J.Appl.Phys.27. L661-L664 (1988)
• [Publications] 和田隆博: Appl.Phys.Lett.52. 1989-1991 (1988)
• [Publications] 本多俊久: Jpn.J.Appl.Phys.27. L545-L547 (1988)
• [Publications] 和田隆博: Jpn.J.Appl.Phys.27. L1031-L1034 (1988)
• [Publications] 生田博志: Jpn.J.Appl.Phys. 27. L1039-L1040 (1988)
• [Publications] 池川純夫: Advances in Superconductivity,Proc.1st Int.Symp.on Superconductivity. 743-748
• [Publications] 池川純夫: J.App.Phys.March 15. (1989)
• [Publications] 生田博志: 東京大学工学部総合試験所年報. 47. 89-96 (1988)
• [Publications] 内野倉國光: パリティ NO.3. 3. 51-55 (1988)
• [Publications] 前田京剛: Extended Abstract of ISTEC Workshop on Superconductivity.Feb.1-3. (1989)
• [Publications] 寺崎一郎: SOR Report ISSP. (1989)
• [Publications] 十倉好紀: Nature. 337. 345-347 (1989)
• [Publications] 高木英典: Phys.Rev.Lett.62. 1197-1200 (1989)
• [Publications] 佐藤寿志: Nature.
• [Publications] 十倉好紀: Phy.Rev.B.
• [Publications] 十倉好紀: Phy.Rev.B.
• [Publications] 高木英典: Proceedings of 2nd NEC Symposium on the Mechanism of High Temperature Superconductivity,Springer-Verlag.
• [Publications] 寺崎一郎: Jpn.J.Appl.Phys.27. L1480-L1483 (1988)
• [Publications] 前田京剛: Jpn.J.Appl.Phys.
• [Publications] 和田隆博: Phys.Rev.B.38. 7080 (1988)
• [Publications] 前田京剛: J.Appl.Phys.64. 4095 (1988)
• [Publications] 池川純夫: J.Appl.Phys.NOv.15. (1988)
• [Publications] 小原春彦: Physica C. 157. 37-47 (1989)
• [Publications] 内田慎一: Proceedings of 2nd NEC Symposium on the Mechanism of High Temperature Superconductivity,Springer-Verlag.
• [Publications] 田島節子: J.Opt.Soc.Am.
• [Publications] 高木英典: J.Appl.Phys.63. 4009-40014 (1988)
• [Publications] S.Kohike: Phys.Kev.B.38. 8868-8872 (1988)
• [Publications] 内田慎一: Physica C. 156. 157-164 (1988)
• [Publications] 田島節子: Physica C. 156. 90-96 (1988)
• [Publications] T.Hasegawa: Jpn.J.Appl.Phys.28. L179-L182 (1989)
• [Publications] G.M.Luke: Nature.
• [Publications] 高木英典: Proceedings of MRS meeting on Advanced Materials.
• [Publications] 内田慎一: Proceedings of MRS meeting on Advanced Materials.
• [Publications] 田中昭二: Jpn.J.Appl.Phys.3-5 (1988)
• [Publications] 和泉充: Physica C. 153-155. 964-965 (1988)
• [Publications] 藤原毅夫: Jpn.J.Appl.Phys.26. L716-L718 (1987)
• [Publications] Y.Hatsugai: Solid State Commun.65. 1271-1274 (1988)
• [Publications] Y.Hatsugai: J.Phys.Soc.Japan. (1989)