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ミュオン原子X線による高温超伝導体酸素濃度の高感度分光

研究課題

研究課題/領域番号 06452060
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関山梨大学

研究代表者

鳥養 映子  山梨大学, 工学部, 助教授 (20188832)

研究分担者 永嶺 謙忠  東京大学, 理学部, 教授 (50010947)
兒嶋 弘直  山梨大学, 工学部, 教授 (90020346)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
1995年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1994年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
キーワードミュオン原子X線 / 負ミュオンスピン回転 / 非破壊元素分析 / 酸素濃度 / 高温超伝導 / 酸素ストイキオメトリ / 非破壊分析
研究概要

酸化物高温超伝導体La_<1-x>Sr_xCuO_<4-δ>の超伝導特性と電子状態の酸素濃度依存性を通じて超伝導発現機構を解明するために、1)ミュオン原子X線による高感度非破壊酸素濃度分析、2)負ミュオンスピン回転(μ^-SR)法による酸素近傍の電子状態とミュオン捕獲サイトの決定、3)大型単結晶の育成と雰囲気ガス中アニールによる超伝導特性の変化のSQUIDによる研究を、同一の熱処理を施した同一の単結晶を用いて複合的かつ系統的に行った。
結晶中の酸素濃度を、非破壊でかつ高感度に分析する方法がこれまでなかった。我々はミュオン原子X線をバルクの物質の濃度分析に利用してきた実績に基づき、種々の改良を加えてその検出感度を公称濃度の0.1%に上げることを目標とした。La_<1-x>Sr_xCuO_<4-δ>およびその原料化合物(CuO,La_2O_3,SrCO_3)を標的として、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所中間子科学研究センター(KEK-MSL)で予備実験を行い、その解析結果に基づき、それぞれDCとパルスで世界最高強度の負ミュオン発生施設であるTRIUMF(バンクーバー)とRutherford Appleton研究所(英)理化学研売所ミュオン科学研究室(RIKEN/RAL)において、4年がかりでエネルギー分解能と測定感度の向上のための実験条件の改良を重ねた。その結果、酸素133keVのピークにおけるS/N強度比を、従来の2倍から15倍に引き上げることができた。改良の途中段階(S/N比5倍)で、(a)2000気圧加圧酸素雰囲中と(b)1気圧酸素雰囲気中の熱処理によって酸素濃度の0.6(0.5)%の減少が初めて非破壊で検出された。改良後の実験系での精密分析は次回のマシンタイムに予定しているが、酸素濃度の目標感度0.1%達成の見通しがついた。さらに(μ^-O)SR実験によって、頂上酸素および面内酸素近傍の電子状態を分離して観測することに成功した。現在、これらの酸素濃度依存性の解明に取り組んでいる。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] E.Torikai: "Interaction of paramagnetic electron with high Tc super current in LSCO studied by (μ^-O) prone" Hyperfine Interactions. 97/98. 387-394 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Torikai: "Probing interaction of paramagnetic electron with conduction electrons in high Tc superconductor LSCO syudied by(μ^-O) spin relaxation" Hyperfine Interactions. 105. 175-179 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Srinivas: "Theory of hyperfine interactions associated with the negative muon in lanthanam copper exide high Tc system" Hyperfine Interactions. 105. 167-173 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kojima: "Single Crystul growth of super conducting La_<2-x>M_xCuO_4(M=Ca,Sr,Bm) by the TSFZ method" Physica. C293. 14-19 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tanabe: "TSFZ GROWTH OF La_<2-x>Ba_xCuO_<4-δ> CRYSTALS UNDEROXYGEN PARTIAL PRESSURE" Proceedings of the 10th International Symposium on supercomductivity. 371-374 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Torikai, K.Nagamine, K.Nishiyama, E.Hirose, P.Birrer, I.Tanaka, H.Kojima, S.Srinivas, T.P.Das, S.Maekawa: "Interaction of paramagnetic elec-tron with high Tc supercurrent in LSCO studied by (mu^-O) probe" Hyperfine Interactions. 97/98. 387-394 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Torikai, K.Nagamine, K.Nishiyama, E.Hirose, Y.Ikedo, T.Hashimoto, P.Birrer, I.Tanaka, H.Kojima, S.Srinivas, T.P.Das, S.Maekawa, .Yamada, S.Hosoya, Y.Endoh: "Probing interaction of paramagnetic electron with conduction electrons in high T_c superconductor LSCO by (mu^-O) spin relaxation" Hyperfine Interactions. 105. 175-179 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Srinivas, S.B.Sulaiman, N.Sahoo, T.P.Das, E.Torikai, K.Nishiyama, K.Nagamine: "Theory of hyperfine interactions as-sociated with the negative muon in lanthanam copper oxide high T_c system" Hyperfine Interactions. 105. 167-173 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kojima, J.Yamamoto, Y.Mori, M.K.R.Kahn, H.Tanabe, I.Tanaka: "Single crystal growth of superconducting La_<2-x>M_xCuO_4 (M=Ca, Sr, Ba) by the TSFZ method" Physica. C293. 14-19 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tanabe, S.Watauchi, I.Tanaka, H.Kojima: "TSFZ GROWTH OF La_<2-x>Ba_xCuO_<4-delta> SINGLE CRYS-TALS UNDER OXYGEN PAR-TIAL PRESSURE" Proceedings of the 10th Interna-tional Symposium on Superconduc-tivity. 371-374 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2020-05-15  

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