銅酸化物高温超伝導体における不純物と表面の効果に関する理論的研究
| Project/Area Number |
04J08012
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Thin film/Surface and interfacial physical properties
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松中 大介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2004 – 2005
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2005)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 銅酸化物高温超伝導体 / 不純物効果 / 超伝導転移温度 / 揺らぎ交換近似 / コヒーレントポテンシャル近似 / エリアシュベルグ方程式 / 酸素欠損 / d-p模型 |
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| Research Abstract |
銅酸化物高温超伝導体における非磁性不純物による超伝導転移温度の低下に関して、スピン揺らぎ機構に基づいた微視的な解析を行った。揺らぎ交換近似とコヒーレントポテンシャル近似を用いることで電子相関と不純物散乱を同時に考慮する手法を提案した。亜鉛原子などの銅置換非磁性不純物を記述するために2次元d-p模型のd電子に対してランダムなポテンシャルを導入して計算を行い、エリアシュベルグ方程式の解から超伝導転移温度を見積もり、実験とほぼ一致する超伝導転移温度の低下率を得ることができた。さらに、その超伝導転移温度の低下率は低正孔濃度において大きいという正孔濃度依存性を、揺らぎ交換近似が有効と考えられる最適ドープから過剰ドープ領域に対して計算し、定性的に再現することができた。また、低正孔濃度における超伝導転移温度の大きな低下率は、不純物散乱による準粒子寿命が低正孔濃度において短いことが主な原因であることを明らかにした。このように、銅置換非磁性不純物による超伝導転移温度の低下の実験結果が超伝導発現機構を具体的に考慮した解析によって再現されたことで、不純物効果の視点からスピン揺らぎ機構の妥当性を示した。
さらに、p電子に対するランダムなポテンシャルを導入することで酸素欠損による超伝導転移温度の低下率についても解析し、銅置換非磁性不純物と同様に反強磁性スピン揺らぎを抑制し超伝導転移温度を低下させることを示した。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
