不純物置換効果を利用した電子ドープ型銅酸化物超伝導における磁気相関の起源の研究

• 研究課題/領域番号: 15K17689
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鈴木 謙介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60734134)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 銅酸化物高温超伝導 / 強相関電子系 / 中性子散乱法 / ミュオンスピン回転法 / 磁気相関 / 高温超伝導 / 磁性

研究成果の概要

銅酸化物超伝導において磁気揺らぎが重要であると広く認識されているがその詳細は明らかではない。本研究では、電子ドープ型銅酸化物超伝導体R2-xCexCuO4 (Rは希土類)における磁気揺らぎの詳細を調べた。まず少量の磁性不純物Fe3+を置換することにより磁気相関が発達することを示し、不純物置換が弱い磁気シグナルを調べるのに有効であることを示した。さらにR2-xCexCuO4では磁気秩序相よりも高温の幅広い温度領域に磁気揺らぎ状態が実現しており、ホールドープ型銅酸化物超伝導体の磁性とは異なることを明らかにした。本研究は電子・ホール対称性を論じるうえで基盤となる磁性について重要な知見を与えた。

研究成果

• [雑誌論文] μSR Study of Magnetism in the As-Prepared and Non-Superconducting T*-La0.9Eu0.9Sr0.2CuO4 (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Fujita, K. M. Suzuki, S. Asano, A. Koda, H. Okabe, R. Kadono
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance (μSR2017) 巻: 51 ページ: 011026-011026
  • DOI: 10.7566/jpscp.21.011026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successive magnetic transitions relating to itinerant spins and localized Cu spins in La2-xSrxCu1-yFeyO4: Possible existence of stripe correlations in the overdoped regime (2016)
  • 著者名/発表者名: K. M. Suzuki, T. Adachi, H. Sato, I. Watanabe, Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 85 号: 12 ページ: 124705-124705
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.124705
  • NAID: 210000134194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong electron correlation behind the superconductivity in Ce-free and Ce-underdoped high-Tc T'-cuprates (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Adachi, A. Takahashi, K. M. Suzuki, M. A. Baqiya, T. Konno, T. Takamatsu, M. Kato, I. Watanabe, A. Koda, M. Miyazaki, R. Kadono, Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 85 号: 11 ページ: 114716-114716
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.114716
  • NAID: 40020994923
  • 査読あり
• [学会発表] 電子ドープ系銅酸化物超伝導体における磁気相関の段階的発達と還元アニール効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木謙介、浅野駿、岡部博孝、幸田章宏、門野良典、藤田全基
  • 学会等名: ワークショップ「高温超伝導体とその関連物質における新奇な物理」
• [学会発表] T’構造銅酸化物R2CuO4における磁性の段階的発達 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木謙介、浅野駿、岡部博孝、幸田章宏、門野良典、藤田全基
  • 学会等名: 2017 年度量子ビームサイエンスフェスタ
• [学会発表] Coincident disappearance of superconductivity and magnetic order in La2-xSrxCu1-yMyO4 (M = Fe, Al) (2017)
  • 著者名/発表者名: Kensuke M. Suzuki, T. Adachi, M. A. Baqiya, H. Guo, I. Kawasaki, M. Abdel-Jawad, S. Yoon, I. Watanabe, K. Koike
  • 学会等名: The 14th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance
  • 国際学会
• [学会発表] Eu2CuO4の磁性と還元アニール効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木謙介、浅野駿、岡部博孝、幸田章宏、門野良典、藤田全基
  • 学会等名: 日本物理学会 2017 年秋季大会
• [学会発表] La2-xSrxCu1-yAlyO4における中性子散乱から見たAl誘起磁気秩序 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木謙介、佐藤研太朗、足立匡、小池洋二、Hong Tao、Guochu Deng, 矢野真一郎、Jason Gardner、藤田全基
  • 学会等名: 2015年度量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: 茨城県つくば市つくば国際会議場
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Magnetic correlations in the high-Tc cuprate superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木謙介
  • 学会等名: Australia-Japan Workshop on Neutron Science
  • 発表場所: 茨城県東海村J-PARC研究棟
  • 年月日: 2016-03-04
  • 国際学会
• [学会発表] La2-xSrxCu1-yMyO4 (M = Fe, Al)の磁気相関に対する不純物置換効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木謙介、足立匡、M. A. Baqiya、H. Guo、川崎郁斗、M. Abdel-Jawad、S. Yoon、渡邊功雄、佐藤研太朗、T. Hong、藤田全基、小池洋二
  • 学会等名: RIKEN-RALユーザーズミーティング
  • 発表場所: 埼玉県和光市理化学研究所
  • 年月日: 2016-02-16