量子スピン梯子化合物及び関連物質の高圧下単結晶育成とその物性

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640347
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 東 正樹 京都大学, 化学研究所, 助手 (40273510)
• キーワード: 高圧合成法 / 放射光 / 単結晶 / 高温超伝導体 / スピン梯子化合物 / 圧力誘起構造相転移

研究概要

SPring-8の高輝度放射光とキュービックアンビル型高圧発生装置を用いて高温高圧下の構造変化と融解を直接観察し、それに基づいて単結晶試料を得る手法を確立した。中でも結晶育成時に高温高圧を長時間保つ技術が大きく進展し、大型の結晶が安定に得られるようになった。今年度は(VO)_2P_2O_7に加え、オキシクロライド高温超伝導体Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2と、異常高原子価状態であるFe^<4+>を含むCaFeO_3の単結晶育成に成功し、各種の物性測定が進行中である。特に前者は1.劈開性に富み、清浄なCuO_2面が得られる、2.絶縁体の反強磁性体から、ホールをドープした超伝導体までの全ての組成の試料が得られる、3.低温での斜方晶ゆがみが無い、4.モジュレーションが無い、等の特長を持つため、光電子分光やSTMの測定に最適である。既に共同研究者の手で角度分解光電子分光の測定が行われ、ストライプ秩序が存在しないこと、ドーピングによってバンドの形を保ったままケミカルポテンシャルがシフトして電荷移動ギャップがつぶれていくことなど、La214と非常に対照的であることが明らかになった。
また、スピン梯子化合物SrCu_2O_3の単結晶育成を目標とした高圧下X線回折実験の過程で、この化合物が室温、3.5GPaで可逆的に構造相転移をおこすことを発見した。さらにダイヤモンドアンビルセルと単色化した放射光を用いたX線回折のリートベルト解析により、高圧相の構造がCu_2O_3梯子面を横木方向にべこべこと折り曲げたCaCu_2O_3型であることを確かめた。

研究成果

• [文献書誌] N.Fujiwara: "NMR Study of Zn-Doped SrCu_2O_3 near the Ordering Point"Physica B. 284-288. 1392-1393 (2000)
• [文献書誌] S.Ohsugi: "Antiferoomagnetic Long-Range Order in Ni-Doped Sping-Ladder Compound SrCu_2O_3"Physica B. 281&282. 665-666 (2000)
• [文献書誌] D.A.V.Griend: "High Pressure Synthesis of Cuprate Perovskites"Physica C. 341-348. 335-338 (2000)
• [文献書誌] M.I.Larkin: "Exponential Field Distribution in Sr(Cu_<1-x>Zn_x)_2O_3"Physica B. 289-290. 153-156 (2000)
• [文献書誌] Y.Narumi: "High-Field Magnetization Measurements on Single Crystals"Physica B. 294-295. 71-74 (2001)
• [文献書誌] H.Ohta: "High-Frequency ESR Measurements Using Pulsed Magnetic Fields in Kobe"Physica B. 294-295. 624-629 (2001)
• [文献書誌] M.Azuma: "New S=1/2 Alternating Chain Compound-High Pressure Form of (VO)_2P_2O_7-"ACTA Physica Polonica A. 97・1. 205-208 (2000)
• [文献書誌] M.Azuma: "Two New Quantum Spin Compounds : S=1/2 Alternating Chain System, High Pressure From of (VO)_2P_2O_7 and 2D Spin Trimer Compound La_4Cu_3MoO_<12>"J.Phys.Soc.Jpn.. 69・Suppl.B. 108-113 (2000)
• [文献書誌] T.Saito: "Single Crystal Growth of the High Pressure Phase of (VO)_2P_2O_7 at 3 GPa"J.Solid State Chem.. 153. 124-131 (2000)
• [文献書誌] M.Azuma: "Antiferromagnetic Ordering of S=1/2 Triangles in La_4Cu_3MoO_<12>"Phys.Rev.B. 62・6. R3588-R3591 (2000)
• [文献書誌] N.Fujiwara: "NMR Study of the Critical Behavior near the Ordering Point in a Zn-Doped Spin Ladder SrCu_2O_3"Phys.Rev.B. 61・18. 12196-12199 (2000)
• [文献書誌] M.I.Larkin: "Crossover from Dilute to Majority Spin Freezing in Two Leg Ladder System Sr(Cu,Zn)_2O_3"Phys.Rev.Lett.. 85・9. 1982-1985 (2000)