多層型銅酸化物高温超伝導体における反強磁性と超伝導の共存状態のNMRによる研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17038017
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 椋田 秀和 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (90323633)
• キーワード: 超伝導 / 銅酸化物 / 反強磁性 / 多層構造

研究概要

単位胞内に複数(4枚以上)のCuO_2面を持つ"多層型銅酸化物超伝導体"では、各層の超伝導あるいは磁気励起に果たす役割を個別に調べることは難しいが、サイト別での測定ができるNMRは有力な手法である。Hg系五層型超伝導体HgBa_2Ca_4Cu_5O_y(Hg-1245)は108Kで超伝導を示すが、3枚のIPは60K以下で反強磁性殊序を示す。単位胞内で、ナノスケールしか離れていない隣接する層で静的な反強磁性秩序と高温超伝導が共存していることが明らかになった。さらにこれと同じHg-1245の組成の試料を、還元アニールにより酸素の量を制御し、キャリヤ濃度を減らした試料Hg-1245(underdoped)においてもNMR測定を行った。内側3枚のIP層は反強磁性秩序がより高い290Kから起こり0.67-0.69μ_Bのモーメントを持っており、72Kの超伝導を担うOPでさえも、低温では0.1μ_Bの反強磁性秩序が存在することがわかった。大きな内部磁場の存在は、1枚のCuO_2面でも高温超伝導と反強磁性が共存していることを示唆している。室温から磁気秩序を示しながらも、72Kという高温で超伝導が発現することはまた驚きである。さらに比較のために、やや多めのホールがドープされているTl-1245、Cu-1245など5層型の異なる系でも同様の測定を行い、理想的な平坦性を有する多層型高温超伝導体のCuO_2面にホールをドープしたとき、反強磁性と超伝導の共存がホール濃度でどのように移り変わるのか詳細を調べている。*この内容の一部はPhysical Review Letter誌で2006年3月公表される。

研究成果

• [雑誌論文] Evidence for Novel Pairing State in Noncentrosymmetric Superconductor CePt_3Si:^<29>Si-NMR Knight Shift Study (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yogi, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan Vol.75 No.1 ページ: 013709
• [雑誌論文] Uniform Mixing of High-Tc Superconductivity and Antiferromagnetism on a Single CuO_2 Plane in Hg-based Five-layered Cuprate (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Mukuda, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letter Vol 96, No.8 ページ: 87001
• [雑誌論文] Uniform mixing of high-Tc superconductivity and antiferromagnetism in HgBa_2Ca_4Cu_5Oy (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Mukuda, et al.
  • 雑誌名: Physica B (掲載決定)
• [雑誌論文] Novel superconductivity in CePt-3Si:^<29>Si-NMR Study (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Yogi, et al.
  • 雑誌名: Physica B (掲載決定)
• [雑誌論文] Superconductivity in CeIrIn5 under chemical and hydrostatic pressures (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Kawasaki, et al.
  • 雑誌名: Physica B (掲載決定)
• [雑誌論文] Ge-NQR evidence for magnetic criticality and unconventional superconductivity in CeNi2Ge2 (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kitaoka, et al.
  • 雑誌名: Physica B (掲載決定)