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梯子型銅酸化物の金属-絶縁体転移と超伝導化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07237204
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東北大学

研究代表者

小池 洋二  東北大学, 工学部, 助教授 (70134038)

研究分担者 加藤 雅恒  東北大学, 工学部, 助手 (50211850)
研究期間 (年度) 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1995年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード金属-絶縁体転移 / 梯子型銅酸化物 / 超伝導 / スピンギャップ / 梯子格子 / 磁性 / Sr_<14>Cu_<24>C_<41>
研究概要

本研究では、二本足梯子格子と呼ばれるCu_2O_3面と一次元的なCuO_2鎖をもつ梯子型銅酸化物Sr_<14>Cu_<24>O_<41>について、種々の元素置換によってキャリヤ-濃度を変化させた試料を作製し、その電気的、磁気的性質を調べることによって、この系における超伝導の有無と金属-絶縁体転移の様相を明らかにすることを目的とした。
Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41>は,x=0では絶縁体であるが、Caの置換により金属-絶縁体転移が起こり、x≧8.4で金属的になることが分かった。しかし、超伝導は出現しなかった。bond-valence-sumsの計算から、Ca置換による金属化は、キャリヤ-であるホールが電気伝導性の悪いCuO_2鎖から電気伝導性のよいCu_2O_3面に移動したことに因っていることが分かった。また、Cu_2O_3面のホール濃度は高温超伝導体におけるCuO_2面のホール濃度に比べてまだ低く、超伝導の出現のためにはCu_2O_3面へのさらなるホールの供給が必要であると推測された。
Sr_<14-x>A_xCu_<24>O_<41>(A=Ca,Ba,Y,La)のx=0の試料で80K付近に観測されていた帯磁率のブロードなピークについては、その起源がよく分かっていなかったが、xの増加とともに削減することが分かった。そして、このピークは、CuO_2鎖のCu^<2+>スピンがスピン一重鎖を組み、スピンギャップを形成することに因っていることが分かった。一方、Cu_2O_3面のCu^<2+>スピンは室温より高温でスピンギャップを形成していることが推測された。また、YやLaの置換によりCuO_2鎖のホールが著しく減少し、CuO_2鎖のCu^<2+>スピン間の反強磁性的相互作用が弱くなり、CuO_2鎖のスピンギャップが削減することが分かった。しかし、そのミクロなメカニズムについては、まだよく分かっていない。

報告書

(1件)
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] M.Kato: "Metal-Insulater Transition and Spin Gap in the Spin-1/2 Ladder System Sr_<14-x>A_xCu_<24>O_<41>(A=Ba and Ca)" Physica C. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato: "Transport and Magnetic Properties of the Spin-1/2 Ladder System (Sr,A)_<14>Cu_<24>O_<41>(A=Ba and Ca)" Physica C. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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