研究課題
基盤研究(C)
乱れが少なく理想的な状態にあると考えられるCuO2面を持っている頂点フッ素系多層型銅酸化物超伝導体の単結晶試料を作製し、その電子状態を明らかにすることを目的とします。単結晶の育成は高温高圧下で行い、CuO2面の枚数が3枚から6枚の試料作製を目指します。また、高磁場下でド・ハース振動やHall効果を測定を行って、理想的なCuO2面における電子状態の解明を目指します。
乱れの少ない理想的なCuO2面を持つことが期待されるBa2Can-1CunO2n(O,F)2(n=3~6)の単結晶試料の合成を行い，高磁場下での物性評価を行った。4.5GPaの圧力下で単結晶試料の育成行うことによって，1mm程度の大きさを持つn=4~6の単結晶試料を得ることができた。これらの試料を用いて，60Tまでの高磁場下でHall効果測定を行った。n=4と5の試料は，温度4K，30T以上の磁場下で超伝導を抑制することができたが，フェルミ面の再構築に由来するHall係数の符号変化は見られなかった。
銅酸化物超伝導体は，発見以来35年以上が経過しているが，いまだに常圧下では最も高い超伝導転移温度を示す。しかし，なぜ高い温度で超伝導が発現するのか最終的な結論には至っていない。頂点フッ素系多層型超伝導体は，クリーンな超伝導の舞台となるCuO2面を持っている。本研究課題では，単位格子中のCuO2面の枚数が異なる単結晶試料を作製することに成功した。これらの単結晶を用いて物性測定を進めることにより，これまで困難であった乱れの少ないCuO2面で発現する物性を明らかにし，超伝導発現機構解明に貢献できるものと考えられる。
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Science
巻: 369 号: 6505 ページ: 833-838
10.1126/science.aay7311
