2002 年度実績報告書

磁性体・超伝導体等の高エネルギースピン励起とその局所構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号	11211201
研究機関	東北大学
研究代表者	遠藤康夫東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00013483)
研究分担者	平賀晴弘東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90323097) 伊藤晋一高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教授 (00221771) 山田和芳京都大学, 化学研究所, 教授 (70133923) 中島健次日本原子力研究所, 研究員 (10272535) 社本真一東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90235698)
キーワード	日英協力 / 中性子散乱 / 磁性体 / MAPS分光器 / 強相関電子系
研究概要	本研究は、我が国の文科省高エネルギー加速器研究機構(KEK)と英国中央研究所審議会(CCLRC)間で締結されている日英科学技術協力事業を進めるものである。同事業は、日本と英国が協力してCCLRC所属のラザフォードアップルトン研究所にある大強度パルス中性子源ISIS施設に単結晶試料専用高性能チョッパー型中性子分光器MAPSを建設し、中性子散乱による先端的物質科学研究を行うものである。日本側は主として、中性子検出器の開発及び設置を分担した。MAPS分光器は平成9年に着工、平成12年度に建設を完了し、平成13年6月より本格実験に入った。本研究で特に進めた研究は、酸化物高温超伝導体のスピン励起の研究である。我々は電子固有のスピンが高温超伝導に重要な役割を担っていると考え、ミクロかつダイナミカルな磁性研究に最強のプローブである中性子散乱を駆使し、高温超伝導発現の機構解明を目指している。具体的には、超伝導の性質を左右する電荷(ホール)量が異なる試料を順次作成し、その磁気スペクトルを系統的に調査している。最近の我々の研究では、超伝導が実現する寸前のホールを少量だけ含むLa2-xSrxCuO4単結晶を大量に育成し、MAPSにて実験を行った。低エネルギー領域では、ホールの周期的な配列を受けてスピンの運動も長周期構造を成しているが、高エネルギー側では恰も2次元反強磁性的な運動へと移り変わる様相を捉えた。これまでのパルス中性子実験の懸案であったバックグランド散乱の補正無しに、一挙にそして明確に高エネルギー磁気信号を観測した。これは、MAPS分光器の高性能に大きく起因している。現在、La2-xSrxCuO4超伝導試料を用いたMAPSでの新しい実験を計画しており、更なる理解が得られるものと期待している。

研究成果

(23件)

すべてその他

すべて文献書誌 (23件)

[文献書誌] H.Kimura, Y.Endoh et al.: "Spin Dynamical Properties and Orbital States of the Layered Perovskite La2-2xSr1+2xMnO7(0.33)x<0.5)"Phys.Rev. B. 65. 064414(10) (2002)
[文献書誌] T.Matsumura, Y.Endoh et al.: "Observation of the antiferroquadrupolar order in DyB2C2 by resonant x-ray scattering"Phys.Rev. B. 65. 094420(10) (2002)
[文献書誌] M.Matsuda, K.Yamada, Y.Endoh et al.: "Electronic phase separation in lightly doped La2-xSrxCuO4"Phys.Rev. B. 65. 134515(6) (2002)
[文献書誌] M.Matsuda, K.Yamada, Y.Endoh et al.: "Magnetic Field Effects and Magnetic Anisotropy in Lightly Doped La2-xSrxCuO4"Phys.Rev. B. 66. 174508(2) (2002)
[文献書誌] H.Nakao, Y.Endoh et al.: "Observation of Antiferroquadrupole Ordering in CeB6 by Using Resonant X-ray Scattering Technique"J.Phys.Soc.Jpn. 71 Suppl.. 103-105 (2002)
[文献書誌] B.Roessli, Y.Endoh et al.: "Chiral flucturations in MnSi above the Curie Temperature"Phys.Rev.Lett.. 88. 237204(4) (2002)
[文献書誌] S.H.Lee, J.M.Tranquada, D.J.Buttrey, K.Yamada, Q.Lee, S.-W.Cheong: "Freezing of a stripe liquid"Phys.Rev.Lett.. 88. 126401 (2002)
[文献書誌] K.Kurahashi, H.Matsushita, M.Fujita, K.Yamada: "Heat treatment effects on the superconductivity and crystal structure of Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4 studied using a single crystal"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 910-915 (2002)
[文献書誌] A.T.Savici, K.Yamada et al.: "Muon spin rotation studies of incommensurate magnetism and superconductivity in staged-4 La_2CuO_<4.11> and La_<1.88>Sr_<0.12>CuO_4"Phys.Rev. B. 66. 014524 (2002)
[文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Competition between charge-and spin-density-wave order and superconductivity in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev. Lett. 88. 167008/1-167008/4 (2002)
[文献書誌] T.Suzuki, K.Yamada et al.: "Hall coefficient of La_<1.88-y>Y_ySr_<0.12>CuO_4(y=0,0.04) at low temperatures under high magnetic fields"Phys.Rev. B. 66. 104528/1-104528/4 (2002)
[文献書誌] K.Isawa, M.Nagano, M.Fujita, K.Yamada: "Thermoelectric power of electron-doped superconductor, Pr_<1-x>Ce_xLaCuO_<4+δ>(0≦X≦0.2)"Physica. C. 378-381. 142-146 (2002)
[文献書誌] T.Suzuki, T.Goto, K.Chiba, T.Fukase, M.Fujita, K.Yamada: "Anomalous broadening of the spin-flop transition in the reentrant spin glass phase of La_<2-x>Sr_xCuO_4(X=0.018)"Phys.Rev. B. 66. 172410/1-172410/4 (2002)
[文献書誌] M.Matsuda, S.Katano, T.Uefuji, M.Fujita, K.Yamada: "Absence of a magnetic-field effect on static magnetic order in the electron-doped superconductor Nd_<1.86>Ce_<0.14>CuO_4"Phys.Rev. B. 66. 172509/1-172509/4 (2002)
[文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Structural effect on the static spin and charge correlations in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev. B. 66. 184503/1-184503/6 (2002)
[文献書誌] A.Lucarelli, K.Yamada et al.: "Phase diagram of La_<2-x>Sr_xCuO_4 probed in the infared : Imprints of charge stripe excitations"Phys.Rev. Lett.. 90. 037002/1-037002/4 (2003)
[文献書誌] Jianqi Li, Yimei Zhu, J.M.Tranquada, K.Yamada, D.J.Buttrey: "Transmission-electron-microscopy study of charge-stripe order in La_<1.725>Sr_<0.275>NiO_4"Phys.Rev. B. (submitted). (2003)
[文献書誌] K.Isawa, M.Nagano, K.Yamada: "Crystal growth of YCuO_2 delafossite containing triangular Cu planes"J.Cryst.Growth. 237-239. 783-786 (2002)
[文献書誌] N.Yamamoto, T.Ishida, M.Fujita, K.Yamada: "Crystalline anisotropy in electron-doped superconductor Pr_<0.9>LaCe_<0.1>CuO_4"Physica C. 378-381. 483-486 (2002)
[文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Stripe order in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Appl.Phys. A. 74. S1638-S1640 (2002)
[文献書誌] S Itoh, K Iwasa, M J Bull: "Anomalous critical scattering from a three-dimensional percolating antiferromagnet RbMn0.31Mg0.69F3"Appl.Phys. A. 74[Suppl]. S789-S791 (2002)
[文献書誌] S Itoh, H Tanaka, M J Bull: "Classical Properties in Spin Dynamics in the S=2 One-Dimensional Heisenberg Antiferromagnet, CsCrCl3"J Phys Soc J. 71 4. 1148-1153 (2002)
[文献書誌] H.Hiraka, Y.Endoh et al.: "Reinvestigation of Magnetic Excitations in the Spin Density Wave of Chromium"Phys.Rev B.. (印刷中). (2003)

2002 年度 実績報告書

磁性体・超伝導体等の高エネルギースピン励起とその局所構造の研究

研究代表者

遠藤 康夫 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00013483)

研究成果

[文献書誌] H.Kimura, Y.Endoh et al.: "Spin Dynamical Properties and Orbital States of the Layered Perovskite La2-2xSr1+2xMnO7(0.33)x<0.5)"Phys.Rev. B. 65. 064414(10) (2002)

[文献書誌] T.Matsumura, Y.Endoh et al.: "Observation of the antiferroquadrupolar order in DyB2C2 by resonant x-ray scattering"Phys.Rev. B. 65. 094420(10) (2002)

[文献書誌] M.Matsuda, K.Yamada, Y.Endoh et al.: "Electronic phase separation in lightly doped La2-xSrxCuO4"Phys.Rev. B. 65. 134515(6) (2002)

[文献書誌] M.Matsuda, K.Yamada, Y.Endoh et al.: "Magnetic Field Effects and Magnetic Anisotropy in Lightly Doped La2-xSrxCuO4"Phys.Rev. B. 66. 174508(2) (2002)

[文献書誌] H.Nakao, Y.Endoh et al.: "Observation of Antiferroquadrupole Ordering in CeB6 by Using Resonant X-ray Scattering Technique"J.Phys.Soc.Jpn. 71 Suppl.. 103-105 (2002)

[文献書誌] B.Roessli, Y.Endoh et al.: "Chiral flucturations in MnSi above the Curie Temperature"Phys.Rev.Lett.. 88. 237204(4) (2002)

[文献書誌] S.H.Lee, J.M.Tranquada, D.J.Buttrey, K.Yamada, Q.Lee, S.-W.Cheong: "Freezing of a stripe liquid"Phys.Rev.Lett.. 88. 126401 (2002)

[文献書誌] K.Kurahashi, H.Matsushita, M.Fujita, K.Yamada: "Heat treatment effects on the superconductivity and crystal structure of Nd_<1.85>Ce_<0.15>CuO_4 studied using a single crystal"J.Phys.Soc.Jpn.. 71. 910-915 (2002)

[文献書誌] A.T.Savici, K.Yamada et al.: "Muon spin rotation studies of incommensurate magnetism and superconductivity in staged-4 La_2CuO_<4.11> and La_<1.88>Sr_<0.12>CuO_4"Phys.Rev. B. 66. 014524 (2002)

[文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Competition between charge-and spin-density-wave order and superconductivity in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev. Lett. 88. 167008/1-167008/4 (2002)

[文献書誌] T.Suzuki, K.Yamada et al.: "Hall coefficient of La_<1.88-y>Y_ySr_<0.12>CuO_4(y=0,0.04) at low temperatures under high magnetic fields"Phys.Rev. B. 66. 104528/1-104528/4 (2002)

[文献書誌] K.Isawa, M.Nagano, M.Fujita, K.Yamada: "Thermoelectric power of electron-doped superconductor, Pr_<1-x>Ce_xLaCuO_<4+δ>(0≦X≦0.2)"Physica. C. 378-381. 142-146 (2002)

[文献書誌] T.Suzuki, T.Goto, K.Chiba, T.Fukase, M.Fujita, K.Yamada: "Anomalous broadening of the spin-flop transition in the reentrant spin glass phase of La_<2-x>Sr_xCuO_4(X=0.018)"Phys.Rev. B. 66. 172410/1-172410/4 (2002)

[文献書誌] M.Matsuda, S.Katano, T.Uefuji, M.Fujita, K.Yamada: "Absence of a magnetic-field effect on static magnetic order in the electron-doped superconductor Nd_<1.86>Ce_<0.14>CuO_4"Phys.Rev. B. 66. 172509/1-172509/4 (2002)

[文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Structural effect on the static spin and charge correlations in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Phys.Rev. B. 66. 184503/1-184503/6 (2002)

[文献書誌] A.Lucarelli, K.Yamada et al.: "Phase diagram of La_<2-x>Sr_xCuO_4 probed in the infared : Imprints of charge stripe excitations"Phys.Rev. Lett.. 90. 037002/1-037002/4 (2003)

[文献書誌] Jianqi Li, Yimei Zhu, J.M.Tranquada, K.Yamada, D.J.Buttrey: "Transmission-electron-microscopy study of charge-stripe order in La_<1.725>Sr_<0.275>NiO_4"Phys.Rev. B. (submitted). (2003)

[文献書誌] K.Isawa, M.Nagano, K.Yamada: "Crystal growth of YCuO_2 delafossite containing triangular Cu planes"J.Cryst.Growth. 237-239. 783-786 (2002)

[文献書誌] N.Yamamoto, T.Ishida, M.Fujita, K.Yamada: "Crystalline anisotropy in electron-doped superconductor Pr_<0.9>LaCe_<0.1>CuO_4"Physica C. 378-381. 483-486 (2002)

[文献書誌] M.Fujita, H.Goka, K.Yamada, M.Matsuda: "Stripe order in La_<1.875>Ba_<0.125-x>Sr_xCuO_4"Appl.Phys. A. 74. S1638-S1640 (2002)

[文献書誌] S Itoh, K Iwasa, M J Bull: "Anomalous critical scattering from a three-dimensional percolating antiferromagnet RbMn0.31Mg0.69F3"Appl.Phys. A. 74[Suppl]. S789-S791 (2002)

[文献書誌] S Itoh, H Tanaka, M J Bull: "Classical Properties in Spin Dynamics in the S=2 One-Dimensional Heisenberg Antiferromagnet, CsCrCl3"J Phys Soc J. 71 4. 1148-1153 (2002)

[文献書誌] H.Hiraka, Y.Endoh et al.: "Reinvestigation of Magnetic Excitations in the Spin Density Wave of Chromium"Phys.Rev B.. (印刷中). (2003)

2002 年度実績報告書

遠藤康夫東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00013483)