| 研究課題/領域番号 |
14340105
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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| 研究機関 | 東北大学 (2003-2004)
京都大学 (2002) |
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研究代表者 |
山田 和芳 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70133923)
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| 研究分担者 |
大山 研司 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (60241569)
藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20303894)
水木 純一郎 特殊法人日本原子力研究所, 放射光科学研究センター, 次長(研究職) (90354977)
井澤 和幸 東北電力株式会社, 研究開発センター, 研究員
平賀 晴弘 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90323097)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | 高温超伝導 / 電子-格子相互作用 / 格子振動 / X線非弾性散乱 / 放射光 / 中性子散乱 |
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| 研究概要 |
本研究は、遷移金属酸化物などの強相関電子系における電荷揺動とスピン揺動、あるいは格子振動が互いにどのような相関を示し、その相関が物性をどのように規定しているかを系統的に調べる目的で、強相関電子系の典型例である銅酸化物超伝導体を中心とした実験研究を行った。
本研究で用いた新規な実験的手法として、以下の2点があげられる。
1)電荷揺動が格子振動あるいはスピン揺動へ与える影響の研究に、放射光X線非弾性散乱と中性子散乱手法を相補的に用いた。
2)これら2つの散乱実験手法の効率を高めるために、傾斜濃度単結晶と大型単結晶を作製し、これらの試料の特徴を活かした研究を行った。特に傾斜濃度単結晶は、世界で初めて、本格的な物性測定に活用でき、高輝度放射光X線を活用する新しい実験手法として具体例を提示できたことは、大きな波及効果を伴うであろう本研究の成果の一つとしてあげられる。
具体的成果の概要を示す。
(I)広範囲のドープ濃度領域をもつ、高品質の傾斜濃度単結晶(La_<2-x>Sr_xCuO_4,x=0.00〜0.30)を実際に作製し、そのキャラクタリゼーションを詳細に行った。特に、超伝導と半導体の境界を、走査型磁束計により、実空間で観測することに初めて成功し、実際に想定したドープ濃度の傾斜が単結晶で得られていることを実証した。
(II)高輝度放射光X線源を傾斜濃度単結晶に照射し、X線スポットの位置を変えることで、異なるドープ量の領域の格子ダイナミックスの情報を、高能率かつ系統的に引き出すことに成功した。その結果、Cu-Oボンド伸縮モードの分散関係のソフトニングとフォノンの寿命のドープ量依存性が、超伝導相の濃度領域で異常を示すことが明らかになり、超伝導発現に対する電子-格子相互作用の寄与を理解する上で、重要な情報が得られた。
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