強相関電子系の磁性と超伝導の境界領域における磁気励起

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13740219
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 石田 憲二 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (90243196)
• キーワード: 重い電子超伝導体 / 酸化物超伝導体 / 異方的超伝導体 / 反強磁性秩序 / 核磁気共鳴 / 相分離

研究概要

強相関d波超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4とCeCu_2Si_2において、磁性と超伝導の境界領域の物性を微視的probeを使って調べている。本年度は以下の実験結果を得た。
"低濃度La_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)(x<0.05)における、磁気秩序領域と非磁性領域の共存"
LSCO系高温超伝導体の母物質La_2CuO_4は、240Kで反強磁性秩序を起こす絶縁体であるが、ホールを僅か2%ドープするだけで長距離反強磁性秩序は壊され、低温でスピングラス的に秩序することが知られている。僅かなホールドープによって如何に磁気秩序は壊されるのか?またその磁気状態はどのような状態なのか等、基本的な問題であるが未解決な点は多い。今回Sr低濃度域の単結晶(Sr濃度1%、1.8%)を用いて、内部磁場の様子をLa核四重極共鳴法(NQR)から調べた。1%では磁気秩序後非磁性領域の信号が若干残るが、その後試料全体が磁気秩序状態になり、通常の磁気秩序の振る舞いに近い。ところが1.8%の試料においては、磁気転移直後磁気秩序を示すのは試料の一部だけであり、温度の低下に伴い磁気相の領域は増えるものの、スピングラス転移直上でもかなりの部分が非磁性領域であることがわかった。磁気領域の内部磁場に乱れが小さいことから、均一な内部磁場を持った磁気領域と、非磁性領域のミクロな相分離状態が実現していることが分かった。同じ試料における中性子散乱(ND)の実験からは斜めストライプモデルが提案されている。今回のLa-NQRとNDの実験結果を考え合わせれば、磁気相は斜め方向に存在し、温度の低下とともに磁気相が発達していくものと考えられる。
本実験結果は現在投稿準備中である。

研究成果

• [文献書誌] K.Ishida et al.: "Normal-state spin dynamics in the spin-triplet superconductor Sr_2RuO_4"Physical Review B. 64. 100501 1-100501 4 (2001)
• [文献書誌] K.Ishida et al.: "Ru NMR probe of spin susceptibility in the superconducting state of Sr_2RuO_4"Physical Review B. 63. 060507 1-060507 4 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawasaki, K.Ishida et al.: "Exotic superconducting phase in CeCu_2Si_2 close to antiferromagnetism : A Cu-NQR study under hydrostatic pressure"Physical Review B. 63. 140501 1-140501 4 (2001)
• [文献書誌] K.Ishida et al.: "Anisotropic Superconducting Gap in theSpin-Triplet Superconductor Sr_2RuO_4 : Evidence from a Ru-NQR Study"Physical Review Letter. 84. 5387-5390 (2000)
• [文献書誌] Y.Tokunaga, K.Ishida et al.: "Effect of carrier distribution on superconducting characteristics of the multilayered high-T_c cuprate(Cu_<0.6>C<0.4>)Ba_2Ca_3Cu_4O_<12+y>"Physical Review B. 61. 9707-9710 (2001)
• [文献書誌] K.Ishida et al.: "Evolution from Magnetism to Unconventional Superconductivity in a Series of Ce_xCu_2Si_2"Physical Review Letter. 82. 5353-5356 (1999)