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遷移金属酸化物における磁気・電荷揺らぎの空間不均一性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12046239
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学 (2003)
京都大学 (2000-2002)

研究代表者

山田 和芳  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70133923)

研究分担者 松田 雅昌  日本原子力研究所, 研究員 (90260190)
藤田 全基  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20303894)
北岡 良雄  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70110707)
大山 研司  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (60241569)
小野寺 秀也  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50005972)
池田 靖訓  京都大学, 化学研究所, 助手 (20243090)
石田 憲二  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (90243196)
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
53,500千円 (直接経費: 53,500千円)
2003年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
2002年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
2001年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2000年度: 25,400千円 (直接経費: 25,400千円)
キーワード濃度傾斜単結晶 / X線非弾性散乱 / 電子-格子相互作用 / 高温超伝導 / 電荷ストライプ / 動的電荷揺ぎ / 銅酸化物 / 中性子散乱 / X線散乱 / 超伝導と磁気秩序の共存 / 単結晶育成
研究概要

主な実績として以下の2つを報告する。
(1)カナダのトロント大学との共同研究で、銅酸化物超伝導体La2-xSrxCuO4のSr高濃度領域の試料についての中性子非弾性散乱実験を行い、磁気的揺らぎと超伝導消失との相関を調べた。その結果、超伝導相に特徴的に見られる、長周期磁気密度変調はSr濃度が増加し、超伝導転移温度が低下するとともに振幅が弱くなることが明らかになった。さらにSr濃度が増え、超伝導が消えた試料では、長周期磁気密度変調は少なくとも低周波数領域に関しては消失している。これらのことから、超伝導発現と長周期磁気密度変調の揺らぎの振幅は強く相関していることが予想される。
(2)アメリカ、ブルックヘブン国立研究所との共同研究として、銅酸化物超伝導体La2-xBaxCuO4(X=1/8)の中性子非弾性散乱実験をラザフォード研究所のパルス中性子散乱装置MAPSを用いて行なった。この試料は、いわゆる電荷ストライプを示す、最も理想的な系であるが、大型単結晶育成が困難で、今まで広い周波数領域での中性子散乱実験は出来なかった。我々は単結晶育成の段階からブルックヘブン研究所と共同研究を行ない、約60グラムの単結晶育成に成功した。中性子散乱実験の結果、約200meVという高いエネルギー(周波数)領域までの磁気信号の観測に成功した。得られた分散関係は、別の超伝導体YBa2Cu3Oyの分散関係と似ており、銅酸化物超伝導体に共通のスピン揺らぎが存在することを示唆している。また理論計算との比較から、この分散関係がいわゆる磁気梯子系の特徴を示すことがわかった。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] M.Fujita, K.Yamada, et al.: "Magnetic and superconducting phase diagram of electron-doped Pr1-xLaCexCuO4"Physica.Rev.B. 67. 014514(5) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hiraka, K.Yamada, et al.: "Reinvestigation of magnetic excitations in the spin density wave of chromium"Phys.Rev.B. 67. 064423(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kimura, K.Yamada, et al.: "Synchrotron x-ray diffraction study of a charge stripe order in 1/8 -doped La1.875Ba0.125-xSrxCuO4"Phys.Rev.B. 67. 140503(R) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamada, et al.: "Commensurate Spin Dynamics in the Superconducting Sate of an Electron-Doped Cuprate Superconductor"Phys.Rev.Lett. 90. 137004(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] C.H.Lee, K.Yamada, et al.: "Spin pseudgap in La2-xSrxCuO4 Studied by Neutron Scattering"Phys.Rev.B. 67. 134521(6) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujita, M.Matsuda, K.Yamada, et al.: "Neutron-scattering study of spin correlations in electron-doped Pr_<0.89>LaCe_<0.11>CuO_4 single crystal"Physica C. 392-396. 130-134 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujimoto, Y.Kitaoka, et al.: "Unconventional Superconductivity and Electron Correlations in the Cobalt Oxyhydrate Na0.35CoO2?yH2O from Nuclear Quadrupole Resonance"Physica.Rev.Lett.. 92. 047004 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] G.-q.Zheng, Y.Kitaoka, et al.: "Fermi-Liquid Ground State in the n-Type Pr0.91LaCe0.09CuO4 Copper-Oxide Superconductor"Phys.Rev.Lett.. 90. 197005(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohoyama, et al.: "Long periodic magnetic structure in CeB2C2"J.Phys.Soc.Jpn.. 73. 3303-3304 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohoyama, et al.: "Anomalous Magnetic Scattering in Tetragonal RB2C2(R=rare earth) Observed by Neutron Diffraction"J.Phys.Condensed Matter. 15. S2127-S2130 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Onodera, et al.: "Magnetic Phase Diagrams of Dy0.8Gd0.2B2C2"J.Phys.Condensed Matter. 15. 3231-3236 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.H.Lee, J.M.Tranquada, D.J.Buttrey, K.Yamada, Q.Lee, S.-W.Cheong: "Freezing of a stripe liquid"Phys.Rev.Lett.. 88. 126401 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kurahashi, H.Matsushita, M.Fujita, K.Yamada: "Heat treatment effects on the superconductivity and crystal structure of Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4 studied using a single crystal"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 910-915 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.T.Savici, Y.Fudamoto, I.M.Gat, T.Ito, M.I.Larkin, Y.J.Uemura, G.M.Luke, K.M.Kojima, Y.S.Lee, M.A.Kastner, R.J.Birgeneau, K.Yamada: "Muon spin rotation studies of incommensurate magnetism and superconductivity in staged-4 La_2CuO_<4.11> and La_<1.88>Sr_<0.12>CuO_4"Phys.Rev. B. 66. 014524 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujita, H.Goda, K.Yamada, M.Matsuda: "Competition between charge-and spin-density-wave order and superconductivity inLa_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev.Lett. 88. 167008/1-167008/4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki, T.Goto, K.Chiba, M.Minami, Y.Oshima, T.Fukase, M.Fujita, K.Yamada: "Hall coefficient of La_<1.88-y>Y_ySr_<0.12>CuO_4(y=0,0.04) at low temperatures under high magnetic fields"Phys.Rev. B. 66. 104528/1-104528/4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Isawa, M.Nagano, M.Fujata, K.Yamada: "Thermoelectric power of electron-doped superconductor, Pr_<1-X>Ce_XLaCuO_<4+δ>(0≦X≦0.2)"Physica. C. 378-381. 142-146 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Suzuki, T.Goto, K.Chiba, T.Fukase, M.Fujita, K.Yamada: "Anomalous broadening of the spin-flop transition in the reentrant spin glass phase of La_<2-X>Sr_XCuO_4(X=0.018)"Phys.Rev. B. 66. 172410/1-172410/4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsuda, S.Katano, T.Uefuji, M.Fujita, K.Yamada: "Absence of a magnetic-field effect on static magnetic order in the electron-doped superconductor Nd_<1.86>Ce_<0.14>CuO_4"Phys.Rev. B. 66. 172509/1-172509/4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Structural effect on the static spin and charge correlations in La_<1.875>Ba_<0.125-X>Sr_XCuO_4"Phys.Rev. B. 66. 184503/1-184503/6 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Lucarelli, S.Lupi, M.Ortolani, P.Calvani, P.Maselli, M.Capizzi, P.Giura, H.Eisaki, N.Kikugawa, T.Fujita, M.Fujita, K.Yamada: "Phase diagram of La_<2-X>Sr_XCuO_4 probed in the infared : Imprints of charge stripe excitations"Phys.Rev.Lett.. 90. 037002/1-037002/4 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Jianqi Li, Yimei Zhu, J.M.Tranquada, K.Yamada, D.J.Buttrey: "Transmission-electron-microscopy study of charge-stripe order in La_<1.725>Sr_<0.275>NiO_4"Phys.Rev. B. (submitted). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Isawa, M.Nagano, K.Yamada: "Crystal growth of YCuO_2 delafossite containing triangular Cu planes"J.Cryst.Growth. 237-239. 783-786 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Yamamoto, T.Ishida, M.Fujita, K.Yamada: "Crystalline anisotropy in electron-doped superconductor Pr_<0.9>LaCe_<0.1>CuO_4"Physica C. 378-381. 483-486 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Stripe order in La_<1.875>Ba_<0.125-X>Sr_XCuO_4"Appl.Phys. A. 74. S1638-S1640 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Fujita: "Static magnetic correlation in the visinity of the insulator-superconductor phase boundary in La_<2-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev.B. 65. 064505(7) (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.H.Lee: "Freezing of a stripe liquid"Phys.Rev.Lett.. 88. 126401 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.-H.Lee: "Charge and canted spin order in La_<2-x>Sr_xNiO_4(x=0.275 and 1/3)"Phys.Rev.B. 62. 060405(R)1-060405(R)4 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Goka: "Effect of structural symmetry on the magnetic and superconducting properties in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Physica C. 357-360. 256-259 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsuda: "Neutron scattering Studie on Lightly-doped La_<2-x>Sr_xCuO_4"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 46-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kimura: "Neutron-Scattering Study of Incommensurate Elastic Magnetic Peaks in La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Zn_yO_4(x=0.21,y=0.01)"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 52-54 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Wakimoto: "Systematic study of short range antiferromagnetic order and the spin-glass state in lightly doped La_<2-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev.B. 62. 3547-3553 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hamada: "Development of itinerant-electron antiferromagnetism in the approach to metal-insulator transition in metallic NiS_<2-x>Se_x as studied by ^<77>Se NMR"Physica B. 281&282. 641-643 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsuura: "Magnetic phase diagram and metal-insulator transition of NiS_<2-x>Se_x"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 1503-1508 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kimura: "Incommensurate geometry of the elastic peaks in supercondcuting La_<1.88>Sr_<0.12>CuO_4"Phys.Rev.B. 61. 14366-14369 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsuda: "Static and dynamical spin correlations in the spin-glass phase of slightly doped La_<2-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev.B. 62. 9148-9154 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Katano: "Enhancement of static antiferromanetic correlations by magnetic field in a superconductor La_<2-x>Sr_xCuO_4 with x=0.12"Phys.Rev.B. 62. R14677-R147680 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.-H.Lee: "Charge and spin order in La_<2-x>Sr_xNiO_4 (x=0.275 and 1/3)"Phys.Rev.B. (to be published). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Takahashi: "Para-ferro magnetic phase transition of CoS_2 studied by high-resolution photoemission spectroscopy"Phys.Rev.B. (to be published). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tokunaga: "Effect of carrier distribution on superconducting characteristics of multilayered high-T_c cuprate(Cu_<0.6>C_<0.4>)Ba_2Ca_3Cu_4O_<12+y> : ^<63>Cu-NMR study"Phys.Rev.B. 61. 9707-9710 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tokunaga: "Pseudogap and superconducting fluctuations in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+y> probed by ^<63>Cu NMR"Physica B. 284-288. 663-664 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Mukuda: "Spin fluctuations in ruthenium oxides probed by Ru-NMR"Physica B. 284-288. 1467-1468 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishida: "Anisotropic superconducting gap in the spin-triplet superconductor Sr_2RuO_4 : Evidence from a Ru-NQR study"Phys.Rev.Lett.. 84. 5387-5390 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.-q.Zheng: "Superconducting fluctuations and the pseudogap in the slightly overdoped high-T_c superconductor TlSr_2CaCu_2O_<6.8>:High magnetic field NMR studies"Phys.Rev.Lett.. 85. 405-408 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.-q.Zheng: "Spin-gap and the superconducting fluctuations in high-T_c cuprates probed by ^<63>Cu NMR"J.Phys.Chem.Solids. 62. 25-27 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tokunaga: "Spin gap and superconducting fluctuations in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> probed by ^<63>Cu NMR"J.Phys.Chem.Solids. 62. 167-170 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kotegawa: "NMR study of carrier distribution and superconductivity in multilayered high-T_c cuprates"J.Phys.Chem.Solids. 62. 171-175 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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