研究課題
基盤研究(A)
銅酸化物高温超伝導体のスピン揺らぎの素性を詳細に解明するために、中性子非弾性散乱法による研究を行った。高分解能測定により起源が異なる2種類の揺らぎが存在することを提案し、特定のスピン揺らぎと光学フォノンに強い相関があることを見いだした。また高エネルギー中性子のスピン偏極が可能なデバイスを小型化し、J-PARCの分光器に導入した。さらにこの偏極デバイスと超伝導磁石を組み合わせた中性子スピンプリズム法という新しい実験手法の実現可能性を検討することができた。
銅酸化物高温超伝導研究では、磁気励起の起源に関する論争が続いている。本研究では、これまでにない高品質な中性子非弾性散乱データを取得することで、起源が異なる磁気励起がエネルギー階層構造を形成していることを示す結果を得た。局在と遍歴の狭間にある電子が持つ性質であると同時に、銅酸化物に共通する局在スピン相関こそが高温超伝導の原動力であることを示す結果である。また、パルス中性子源施設において、始めて小型中性子偏極デバイスを導入することにも成功した。これらの成果は中性子散乱実験の新しい利用可能性を示すものである。
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