核磁気共鳴による高温超伝導体渦糸コアの電子状態の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14340096
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 熊谷 健一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70029560)
• 研究分担者: 古川 裕次 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50280863) ; 河本 充司 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60251691)
• キーワード: 酸化物高温超電導体 / 磁束状態 / 反強磁性秩序 / 核磁気共鳴 / 核スピン-格子緩和時間

研究概要

本研究では、最近の重要な問題として議論されている高温超伝導体における渦糸芯における反磁性秩序の検証を試みた。Tl系高温超伝導体Tl_2Ba_2CuO_6においてCuスピンの反強磁性揺らぎをプローブ出来るTlサイトのNMRのスピンエコーをフーリエ変換してスペクトラムを得て、各スペクトラム周波数での回復曲線を求め渦糸状態でのT_1を空間分離して求めた。実験結果の特徴は、1)optimally-doped Tl_2Ba_2CuO_6におけるTlサイトでは低温でコア近傍のスペクトラム幅が急速に広がる、2)緩和の回復曲線は超伝導部分でのsingle-exponentialに対し、磁束コア部分ではexp(-√<t/τ>)の型をしている、また、3)T_1^<-1>はスペクトラムのピーク部分から高周波側のコア部分に近づくにつれて2桁近く増大していて、酸素サイトのT_1^<-1>のコア近傍での増大に比べ非常に大きい、さらに、4)磁束コア近傍のT_1^<-1>は20K付近にピークをもつ温度依存性を示すことであった。このようなTlサイトでの特徴的なNMRの結果は、渦糸コア部分で反強磁性相関が増強される「反強磁性コア」のモデルで理解でき、Tl系において渦糸状態における反強磁性渦糸コアが微視的な観点から示された。

研究成果

• [文献書誌] S.Takada, K.Kumagai, T.Kawashima: "NMR studies of magnetic superconductor RuSr2RECu2O8 (RE=Gd, Eu and Y)"J. Phys. Chem. Solids. 63. 2315-2318 (2002)
• [文献書誌] K.Kakuyanagi, K.Kumagai, Y.Matsuda: "Quasiparticle excitation in and around the vortex core of underdoped YBa_2Cu_4O_8 studied by site-selective NMR"Physical Review B. 65. 060503-1-060503-4 (2002)
• [文献書誌] K.Kakuyanagi, K.Kumagai, Y.Matsuda: "Site Selection NMR Study on Electronic State in and near Vortex Core of YBa_2Cu_4O_8"J. Phys. Chem. Solids. 63. 2305-2308 (2002)
• [文献書誌] K.Kumagai, K.Kakuyanagi, K.Nozaki, Y.Matsuda: "Charging Effects of Vortex Core in High Temperature Superconductors Probed by Nuclear Quadrupole Interaction"Z. Naturforsch.. 57a. 488-494 (2002)