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Zn-doped YBCOにおける反強磁性と超伝導

研究課題

研究課題/領域番号 10640338
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関名古屋大学

研究代表者

原科 浩  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80293687)

研究分担者 佐藤 正俊  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40092225)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード高温超伝導 / 中性子非弾性散乱 / 擬ギャップ / 異常金属相 / 磁気励起 / resonance peak / 不純物効果 / 中性子磁気非弾性散乱 / 不純物置換 / 量子臨界点
研究概要

高温超伝導体の異常物性(異常金属相)の出現に反強磁性相関とsinglet(超伝導)相関が果たす役割を主に研究してきた。研究成果として得られた主要な点は次の通りである。
1.underdoped YBa_2Cu_3O_<6+y>(y〜0.4and0.45)の単結晶試料を用いて、広い温度域における磁気励起スペクトルX"(q,ω)の測定を行った。その結果室温においてすでに対形成の効果によるギャップ様構造が見られることを示した。この結果は、singlet対形成がいわゆるスピンギャップ温度T_<SG>(NMRの1/T_1Tがピークを示す温度)よりももっと高温から(むしろHall係数などの輸送特性に異常が現れる温度T_0付近から)、反強磁性相関が顕著に発達しはじめるとほぼ同時に成長しはじめることを示しているようである。
2.わずか0.5%Znで置換したYBa_2(Cu_<1-X>Zn_X)_3O_7の試料において、超伝導転移温度(T_C)よりもかなり高い温度から、その磁気励起にするどいピーク(resonance peak)が観測されることが最近報告された。このresonance peakはsinglet対の存在(スピン擬ギャップの存在)と密接に結びついているはずなので、このような系においても擬ギャップの効果が観測されるのではないかと期待された。中性子散乱によるB_<2u>フォノン測定、NMR、面内電気抵抗測定という擬ギャップの存在に敏感な手段を用いて研究を行ったが、60K級YBCOで見られたような擬ギャップ的振舞は現れず、わずかなZn置換が擬ギャップを顕著に強めるという証拠はいっさい得られなかった。この結果からT_c以上で観測された磁気励起ピークはresonance peakではなく、むしろ常伝導状態(オーダーパラメーターΔ=0)においても存在するシグナルである可能性が高い。このようなYBCO系の磁気励起の理解には、q-ω空間における構造を詳しく調べ、resonance peakとみられる成分とその他の成分(incommensurate位置にピークをもつと思われる。)の振舞を分離して知ることが必要である。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (51件)

  • [文献書誌] T. Nishikawa: "Specific Heat of Quasi-One-Dimensional Spin 1/2 System CuNb_2O_6"Journal of the Physical Society of Japan. 67. 1988-1993 (1998)

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  • [文献書誌] M. Kanada: "On the Magnetic properties of Systems with Low Dimensional Linkage of VO_5 Pyramids"Journal of the Physical Society of Japan. 67. 2904-2909 (1998)

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  • [文献書誌] H. Harashina: "Pseudo Gap Formation Studied by B_<2u> Phonon Measurements"Journal of the Physical Society of Japan. 67. 3216-3223 (1998)

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  • [文献書誌] H. Sasaki: "Neutron Scattering Study on Metal-Insulator Transitions of BaCoS_2 Induced by External Pressure and by Ni-Doping"Journal of the Physical Society of Japan. 67. 4235-4242 (1998)

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  • [文献書誌] K. Kodama: "Neutron Scattering Study on the Quasi-One-Dimensional Spin-Gap System CuNb_2O_6"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 237-241 (1999)

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  • [文献書誌] K. Kobayashi: "^<51>V-NMR Studies on the Spin Dynamics of S=1/2 Zig-Zag Chains of VO_5 Pyramids"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 273-278 (1999)

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  • [文献書誌] H. Harashima: "Neutron Scattering Study on Zn-Doped Yba_2Cu_3O_<6+y> System"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1087-1089 (1999)

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  • [文献書誌] M. Kanada: "High-Pressure Neutron and X-Ray Studies on the Mott Transition of BaCoS_2"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1181-1183 (1999)

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  • [文献書誌] K. Kodama: "Magnetic Excitations of CuNb_2O_6"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1129-1132 (1999)

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  • [文献書誌] M. Sato: "Pseudo Gap Formation and Related Phenomena in Cu-Oxides and Other Systems"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1013-1017 (1999)

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  • [文献書誌] Y. Takeo: "Magnetic Neutron Scattering Study of SrV_3O_7"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1153-1155 (1999)

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  • [文献書誌] T. Fukamachi: "Magnetization Measurements and ^<87>Rb-NMR on Rb_2M_3S_4(M=Ni and Pd) with the Kagome Lattice"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 3668-3672 (1999)

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  • [文献書誌] M. Kanada: "Neutron Inelastic Scattering Study on a Single Crystal of Tb_2Ti_2O_7, a Magnetically Frustrated Pyrochlore System"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 3802-3805 (1999)

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  • [文献書誌] 佐藤正俊: "銅酸化物の異常金属相と擬ギャップ"物性研究. 72-4. 431-435 (1999)

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  • [文献書誌] M. Sato: "Experimental Studies on Singlet Formation in High-Tc Oxides and Quantum Spin Systems"Physics and Chemistry of Transition Metal Oxides, Springer Series of Solids-State Sciences. 125. 192-201 (1999)

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  • [文献書誌] M. Ito: "Neutron Diffraction Study of Pyrochlore Compound R_2Ru_2O_7(R=Y, Nd) above and blow the Spin Freezing Temperature"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 888-894 (2000)

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  • [文献書誌] H. Harashima: "Study of Psedo Gap Formation by B_<2u> Phonon Measurements of Yba_2(Cu_<1-x>Zn_x)_3O_<6+y>"Physica B. 284-288(in press). (2000)

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  • [文献書誌] T. Nishikawa: "Specific Heat of Quasi-One-Dimensional Spin 1/2 System CuNbィイD22ィエD2OィイD26ィエD2"J. Phys. Soc. Jpn.. 67. 1998-1993 (1998)

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  • [文献書誌] M. Kameda: "On the Magnetic Properties of Systems with Low Dimentional Linkage of VOィイD25ィエD2 Pyramids"J. Phys. Soc. Jpn.. 67. 2904-2909 (1998)

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  • [文献書誌] H. Harashina: "Pseudo Gap Formation Studied by BィイD22uィエD2 Phonon Measurements"J. Phys. Soc. Jpn.. 37. 3216-3223 (1998)

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  • [文献書誌] H. Sasaki: "Neutron Scattering Study on the Metal-Insulator Transitions of BaCoSィイD22ィエD2 Induced by External Pressure and by Ni-Doping"J. Phys. Soc. Jpn.. 67. 4235-4242 (1998)

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  • [文献書誌] K. Kodama: "Neutron Scattering Study on the Quasi-One-Dimentional Spin-Gap System CuNbィイD22ィエD2OィイD26ィエD2"J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 237-241 (1999)

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  • [文献書誌] Y. Kobayashi: "ィイD151ィエD1V-NMR Studies on the Spin Dynamics of S=1/2 Zig-Zag Chains of VOィイD25ィエD2 Pyramids"J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 273-278 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Harashina: "Neutron Scattering Study on Zn-Doped YbaィイD22ィエD2CuィイD23ィエD2OィイD26+yィエD2 System"J. Phys. Chem. Solids. 60. 1087-1089 (1999)

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  • [文献書誌] M. Kanada: "High-Pressure Neutron and X-ray Studies on the Mott Transition of BaCoSィイD22ィエD2"J. Phys. Chem. Solids. 60. 1181-1183 (1999)

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  • [文献書誌] K. Kodama: "Magnetic Excitations of CuNbィイD22ィエD2OィイD26ィエD2"J. Phys. Chem. Solids. 60. 1129-1132 (1999)

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  • [文献書誌] M. Sato: "Pseudo Gap Formation and Related Phenomenon in Cu-Oxides and Other Systems"J. Phys. Chem. Solids. 60. 1013-1017 (1999)

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  • [文献書誌] Y. Takeo: "Magnetic Neutron Scattering Study of SrVィイD23ィエD2OィイD27ィエD2"J. Phys. Chem. Solids. 60. 1013-1017 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Fukamachi: "Magnetization Measurements and ィイD187ィエD1Rb-NMR on RbィイD22ィエD2MィイD23ィエD2SィイD24ィエD2 (M=Ni and Pd) with the Kagome Lattice"J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 3668-3672 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kaneda: "Neutron Inelastic Scattering Study on a Single Crystal of TbィイD22ィエD2TiィイD22ィエD2OィイD27ィエD2, a Magnetically Frustrated Pyrochlore System"J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 3802-3805 (1999)

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  • [文献書誌] M. Sato: "Experimental Studies on Singlet Formation in High-Tc Oxides and Quantun Spin Systems"Physics and Chemistry of Transition Metal Oxides, Springer Series of Solids-State Sciences. 125. 1952-201 (1999)

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  • [文献書誌] M. Sato: "Dousankabutu to Ijoukinzokusou to Gigyappu"Bussei Kenkyu. 72-4. 431-435 (1999)

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  • [文献書誌] M. Ito: "Neutron Diffraction Study of Pyrochlore Compound RィイD22ィエD2RuィイD22ィエD2OィイD27ィエD2 (R=Y, Nd) above and blow the Spin Freezing Temperature"J. Phys. Soc. Jpn.. 69. 888-894 (2000)

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  • [文献書誌] H. Harashina: "Study of Pseudo gap Formation by BィイD22uィエD2 Phonon Measurements of YbaィイD22ィエD2(CuィイD21-xィエD2ZnィイD2xィエD2)ィイD23ィエD2OィイD26+yィエD2"Physica B. 284-288(in press). (2000)

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  • [文献書誌] M.Sato: "Pseudo Gap Formation and Related Phenomena in Cu-Oxides and Other Systems"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 60. 1013-1017 (1999)

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  • [文献書誌] T.Nishikawa: "Specific Heat of Quasi-One-Dimensional Spin 1/2 System CuNb_2O_6" Journal of the Physical Society of Japan. 67. 1988-1993 (1998)

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2020-05-15  

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