高温超伝導体の格子不安定性に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044090
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 藤田 敏三 広島大学, 理学部, 教授 (20004369)
• 研究分担者: BRADEN Marlc フランス国立サクレ原子核研究所, リオンーブリリアン施設, 研究員 ; MOUDDEN A.Ha フランス国立サクレ原子核研究所, リオンーブリリアン施設, 主任研究員 ; 中村 文彦 広島大学, 理学部, 助手 (40231477) ; 前野 悦輝 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80181600) ; 鈴木 孝至 広島大学, 理学部, 助教授 (00192617)
• キーワード: 高温超伝導体 / 単結晶 / 格子不安定性 / 中性子散乱 / ドハース・ファン・アルフェン効果 / フェルミ面

研究概要

このプロジェクトの主な狙いは、La_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)とSr_2RuO_4(SRO)における格子不安定性と超伝導との関連を調べること、また、SROの電子状態を主にドハース・ファン・アルフェン(dHvA)効果の実験で調べること・・・等をフランス・英国の研究グループと共同で研究することである。研究の概要は次の通り。
1.広島と京都で、LSCO、Ndを添加したLSCO(LNSCO)、SROの単結晶を育成し、超音波測定・比熱測定・熱膨張測定・輸送係数測定は主に広島で実施した。
2.仏側では原子炉のマシンタイムを5回だけ確保できたので、可能な順番で中性子散乱実験を行った。一部の実験には、日本側のメンバーも実験に立ち会った。その結果、
(1)LSCO(x=0.15)の酸素欠損による局所的な歪みの兆候は見られたが、詳細はさらなる実験が必要であり、仏側グループが今後実験を引き続き行う。
(2)LNSCOでストライプ構造らしいものが見られたが、格子欠損の影響を吟味する必要があり、まだその真偽の判定は慎重を要する。
(3)中性子によりSROの構造決定に成功し、共著論文を纒めた。またフォノンの分散関係を明らかにし、ある横波の帯域境界での軟化を見つけた。
(4)新物質Ca_2RuO_4(CRO)についても中性子による構造解析を行った。
3.英国で測ったSRO単結晶によるdHvA実験から、フェルミ面を決定できた。得られた2次元電子構造を踏まえて共著論文をすでに4編を発表した。
4.これらの共同実験と並行して、日本で関連の実験(圧力下での電気抵抗測定、熱電能測定、比熱測定、超音波音速測定)などを行い、次の事項に関して成果を得ている。
(1)LSCOのc軸方向の電気伝導の非金属性をその機構。
(2)La214系における1/8問題のフェルミ面の状態密度との関連。
(3)SROの超伝導電子対の対称性(p波の可能性)。

研究成果

• [文献書誌] A.P.Mackenzie,S.R.Juilian,A.J.Diver,G.J.McMullan,M.P.Ray,G.G.Lonzarich,Y.Maeno,S.Nishizaki and T.Fujita: "Quantum oscilatiotions the Layered Perovskite Superconductor Sr_2RuO_4" Phys.Rev.Lett.76・20. 3786-3789 (1996)
• [文献書誌] F.Nakamura,M.Kodama,S.Sakita,Y.Maeno,T.Fujita,H.Takahashi and N.Mori: "Pressure Dependenceof Out-of-Plane conduciton in La_<x-2>Sr_xCuO_4" Phys.rev.B54・14. 10061-10064 (1996)
• [文献書誌] S.Sakita,T.Suzuki,F.Nakamura,M.Nohara,Y.Maeno,and T.Fujita: "Elastic Softening in Single-Crystalline La_<2-x>Sr_xCuO_4 around x=1/8" Physica B. 219&220. 216-218 (1996)
• [文献書誌] X.Z.Bao,J.Nyhus,Y.Maeno,Y.Tanaka,S.Sakita and T.Fujita: "Relation between Transport,Structural and Superconductive Properties in La_<2-x-y>Nd_<y->Ba_xCuO_4" Physica C. 271 3/4. 256-264 (1996)
• [文献書誌] F.Nakamura,M.Kodama,N.Kikugawa,S,Sakita,Y.Maeno and T.Fujita: "Pressure Effects of Resistivity along the caxis in La_<2-x>Sr_xCuO_4" J.Low Temp.Phys.105 3/4. 915-920 (1996)
• [文献書誌] N.Kikugawa,F.Nakamura,M.Kodama,M.Mimura,S.Sakita and T.Fujita: "Nonmetallic Conduction along the c axis in La_<2-x>Sr_xCuO_<4-δ>" Czech.J.Phys.46・3. 1385-1386 (1996)
• [文献書誌] X.Bao,Y.Maeno,Y.Tanaka,J.Nyhus and T.Fujita: "Changes in the Transport Properties nad the Suppression of Superconductivity in la_<2-x-y>Nd_yBa_xCuO_4 at x=1/8" Advances in Superconductivity. VIII. 235-238 (1996)
• [文献書誌] K.Ito,Y.Koyama,Y.Inoue,Y.Maeno and T.Fujita: "Low-Temperature Structural Transitions and Tc-suppression in La_<2-x-y>Ba_XNd_yCuO_4" Advances in Superconductivity. VIII. 239-240 (1996)
• [文献書誌] A.P.Mackenzie,N.E.Hussey,A.J.Diver,S.R.Julian,Y.Maeno,S.Nishizaki and T.Fujita: "The Hall Effect in the Two Dimensional Metal Sr_2RuO_4" to be published in Phys.Rev.B.
• [文献書誌] A.P.Mackenzie,S.R.Julian,G.C.Lonzarich,Y.Maeno and T.Fujita: "Comment on "Extended Van Hove Singularity in a Noncuprate Layyered Superconductor Sr_2RuO_4"" submitted to PRL. 78・11. 2271 (1997)
• [文献書誌] M.Braden,AA.H.Moudden,S.Nishizaki,Y.Maeno and T.Fujita: "Structural Analysis of Sr_2RuO_4" Physica C. 273 3/4. 248-254 (1997)
• [文献書誌] N.E.Hussey,A.P.Mackenzie,J.R.Cooper,Y.Maeno,S.Nishizaki and T.Fujita: "The Normal State Magnetoresistance of Sr_2RuO_4" Submitted to Phys.Rev.B.
• [文献書誌] S.Sakita,F.Nakamura,J.Takase,T.Suzuki and T.Fujita: "Electrical and Structural Instabilities of Single-crystalline La_<2-x-y>Nd_ySr_XCuO_4 near 1/8 Doping" Physica C. (in press). (1997)
• [文献書誌] X.Bao,T.Fujita,Y.Maeno and J.Nyhus: "The Negative Thermopower and the Suppression of Superconductivity in Nddoped La_<2-x>Ba_xCuO_4 with x around 1/8" Physica B. (in press). (1997)