局在・遍歴電子共存系の磁気相関と電気伝導の協調・競争現象の研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10304026
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山田 和芳 京都大学, 化学研究所, 教授 (70133923)
• 研究分担者: 佐藤 憲昭 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30170773)
• キーワード: 高温超伝導 / 中性子散乱 / 超伝導と磁気秩序の共存 / 単結晶育成

研究概要

10年度は本研究のスタートの年で、本研究費により大型装置としてFZ法による長時間安定型大型単結晶育成装置(ニチデン機械)を購入した。9月から本格的な単結晶育成を行い、高温超伝導銅酸化物La_<2-X>Sr_XCUO_4を中心として、多くの単結晶を既に作成した。特に本装置は、長い原料棒を使用可能なため、従来作成された単結晶と比べて2倍近い長さの単結晶を作成出来、濃度の均一な大型単結晶が得られることがわかった。
10年度後半は東海村の改造3号炉原子炉が停止したため、中性子散乱実験は予定通り行えなかった。しかしフランスのILL、米国NISTの原子炉、および英国ISISのパルス中性子源を用いての実験を行い、ある程度の成果を得ることが出来た。その主なものを以下に列挙する。
1) 電子ドープ型超伝導体Nd_<2-X>Sr_XCUO_4の超伝導相でのスピン相関の観測に世界で始めて成功した。観測されたスピン相関は従来ホールドープ系で知られていた、いわゆるインコメンシュレートピークを示さず、反強磁性体相と類似のスピン相関を示す。
2) 電子ドープ型超伝導体Nd_<2-X>Sr_XCUO_4の超伝導相でのスピン相関をISISの中性子分光装置MARIを用いて測定した。ホールドープ系とは異なり、高いエネルギーを持つ明確なスピン相関が残っていないことを示唆する結果が得られ、ホール型と電子型での共通の超伝導機構の有無に関して貴重な結果が得られた。
3) La_<2-X>Sr_XCuO_4の下部超伝導臨界濃度近傍のスピングラス相で、超伝導相とは異なる対称性を持つ、スピンの空間変調が見つかった。

研究成果

• [文献書誌] C.H.Lee: "Growth of Large Single Crystals Using the Improved Lamp-image Floating-zone Furmace: Application to La_<2-x>Sr_xCuO_4" Supercond.Sci.Technol.11. 891-897 (1998)
• [文献書誌] K.Yamada: "Doping Dependence of Spatially Modulated Dynamical Spin Correlations and Superconducting Transition Temperature in La_<2-x>Sr_xCuO_4" Phys.Rev.B. 57. 6165-6172 (1998)
• [文献書誌] K.Isawa: "Thermoelectric Power of Delafossite-derived Compounds,RCuO_<2+δ>(R=Y,La,Pr,Nd,Sm,and Eu)" Phys.Rev.B. 57. 7950-7954 (1998)
• [文献書誌] T.Suzuki: "Observation of Modulated-magnetic Long-range Order in La_<1.88>Sr_<0.12>CuO_4" Phys.Rev.B. 57. R3229-R3232 (1998)
• [文献書誌] H.Kimura: "Neutron Scattering Study of Static Antiferromagnetic Correlations in La_<2-x>Sr_xCu_<1-y>Zn_yO_4" Phys.Rev.B. 59. in print (1999)
• [文献書誌] F.Hayashi: "Anisotropy of the Superconducting Order Parameter of Nd_<2-x>Ce_xCuO_4 Studied by STM/STS" J.Phys.Soc.Jpn.67. 3234-3239 (1998)
• [文献書誌] S.Sugai: "Separation of Spin and Charge Densities in La_2NiO_<4+δ>" J.Phys.Soc.Jpn.67. 2992-2995 (1998)
• [文献書誌] N.Kaneko: "Optimum Crucible Material for Growth of Pr_<2-x>Ce_xCuO_4 Crystal" J.Cryst.Growth. 197. 818-824 (1999)
• [文献書誌] K.Isawa: "Crystal Structure Refinement of the Oxygen-rich RCuO_<2+δ>(R=Y and La) Delafossite by Neutron Diffraction" Advances in Superconductivity X. 395-398 (1998)
• [文献書誌] K.Yamada: "How Does the High-T_c Superconductivity Disappear by Overdoping? -A Scenario from a Neutron Scattering Study on La_<2-x>Sr_xCuO_4-" Advances in Superconductivity X. 37-42 (1998)
• [文献書誌] A.Ishiguro: "De Haas-van Alphen Effect in CoS_2" J.Mag.Mag.Mater.177-181. 1355-1356 (1998)
• [文献書誌] S.Wakimoto: "Magnetism of Lightly Oxygenated La_<2-x>Bi_xCuO_<4+δ>" Physica B. 241-243. 634-636 (1998)
• [文献書誌] K.Hirota: "Quasi-elastic Incommensurate Peaks in La_<2-X>Sr_XCu_<1-y>O_<4-δ>" Physica B. 241-243. 817-819 (1998)
• [文献書誌] K.Yamada: "Static and Dynamical Incommensurate Spin Correlations in High-T_c Cuprates of La_<2-x>Sr_xCuO_<4+y>" Proc.Taniguchi Symposium. (in print). (1998)
• [文献書誌] S.Wakimoto: "Neutron Scattering Study of Elastic Magnetic Signals in Superconducting La_<1.94>Sr_<0.06>CuO_4" J.Phys.Chem.Solids. (in print). (1999)
• [文献書誌] H.Kimura: "Neutron Scattering Study of Incommensurate Elastic Magnetic Peaks in La_<1.88>Sr_<0.12>CuO_4" J.Phys.Chem.Solids. (in print). (1999)
• [文献書誌] K.Yamada: "Neutron Scattering Study on Electron-hole Doping Symmetry of High-T_c Superconductivity" J.Phys.Chem.Solids. (in print). (1999)
• [文献書誌] H.Ohta: "High Field AFMR Measurement of Bi_2CuO_4" Physica B. 246-247. 557-560 (1998)