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金属絶縁体転移を示す新奇遷移金属化合物の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14740382
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機能・物性・材料
研究機関京都大学

研究代表者

加藤 将樹  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90271006)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード超伝導 / 三角格子 / 低次元構造 / 核磁気共鳴 / Co酸化物 / スピン三重項 / 低次元磁性 / 磁気フラストレーション / 軌道秩序 / スピン一重項 / 強相関 / NMR
研究概要

磁性元素が低次元的な構造を有する化合物では、銅酸化物における高温超伝導に代表されるように、強い電子相関に起因する多様な物性、量子現象が観測され、物性物理および化学における重要なテーマになっている。近年見いだされた、コバルト酸化物では初めての超伝導体であるNa_<0.35>CoO_2・1.3H_2O超伝導転移温度T_cは約5K)は、コバルト原子が2次元三角格子を形成し、典型的な低次元化合物である。三角格子においては、スピンフラストレーションやRVBなど様々な量子現象が注目されており、特異な電子相関に起因する新しい機構の超伝導が出現している可能性が予想される。本研究ではNa_<0.35>CoO_2・1.3H_2Oにおける超伝導の発現機構を解明するため、^<59>Co核の核磁気共鳴(NMR)を中心に微視的な電子状態の観察を行った。NMRではナイトシフトからCoサイトの静的な情報および核スピン緩和率(T_1)から動的な情報を得る事ができる。通常のS波超伝導体では、電子がスピン一重項のクーパー対を形成するため、微視的な帯磁率であるナイトシフトはT_c以下で減少するが、本化合物においてはほとんど温度変化が見られなかった。またT_1の温度変化において、S波超伝導体では超伝導ギャップの形成に伴う、いわゆるコヒーレンスピークがT_c以下で観測されるはずであるが、本化合物ではそれが見られなかった。さらにT_c以下のT_1の温度依存性は温度のベキ乗(約3乗)に従うことが明らかとなり、超伝導ギャップ関数がラインノードを有することが示唆された。以上のことから、この化合物における超伝導は、クーパー対がスピン三重項を形成する、スピントリプレット超伝導体であることが明らかとなった。さらに、T_c以上のT_1の温度変化おいて、強磁性的なスピン揺らぎを示唆する結果が得られており、スピントリプレット超伝導の発現機構と非常に重要な関連があると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 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] K.Ishida: "Unconventional Superconductivity and Nearly Ferromagnetic Spin Fluctuations in Na_xCoO_2・yH_2O"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 3041-3044 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato: "Magnetic properties of V-jarosite AV_3(SO_4)_2(OH)_6 (A=Na, K) with kagome lattice"Physica B. 329-333. 1042-1043 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Waki: "Physical properties of Ba_<1.09>V_8O_<16> with hollandite structure"Physica B. 329-333. 938-939 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Waki: "Metal-Insulator Transition in Bi_XV_8O_<16> : ^<51>V NMR Study"J.Phys.Soc.Jpn.. 73. 275-279 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato: "Magnetic Properties of CuSb_<2-x>Ta_xO_6 with tri-rutile structure"J. Phys. Chem. Solids. 63. 1129-1132 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Waki: "^<51>V NMR Study of the V Hollandite system, Bi_xV_8O_<16> : spin-singlet formation below M-I transition"J. Phys. Soc. Jpn.. 71. 160-162 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato: "Magnetic Structure of CuSb_2O_6"J. Phys. Soc. Jpn.. 71. 187-189 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Irizawa: "Collapse of Superconductivity in the Y123/Y124 Superlattice System Y_2Ba_4Cu_7O_<15-δ>"J. Phys. Soc. Jpn.. 71. 574-581 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sakurai: "Antiferromagnetic order in 2D-spin system Cu_3B_2O_6"Phys. Rev. B. 66. 024428-1-024428-6 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sakai: "Low-temperature structural change and magnetic anomaly in supercnduciton Cd_2Re_2O_7"Phys. Rev. B. 66. 100509-1-100509-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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