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2021 年度 研究成果報告書

銅酸化物高温超伝導体における新奇な電荷密度波の核磁気共鳴法による研究

研究課題

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研究課題/領域番号 19K03747
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関岡山大学

研究代表者

川崎 慎司  岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (80397645)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード銅酸化物高温超伝導 / 核磁気共鳴 / 電荷密度波
研究成果の概要

本研究は、既知の物質の中で室温超伝導に最も近い銅酸化物高温超伝導体における新奇な電荷密度波秩序の起源解明を目的として核磁気共鳴(NMR)実験に取り組んだ。系統的なNMR実験から、高温超伝導発現背景にこれまで信じられてきた「磁気揺らぎ」に加え「電荷揺らぎ」が重要であることを示す新しい知見を得た。本研究成果を踏まえて今後電荷に着目した理論や実験研究の発展が期待出来る。さらに重い電子系超伝導に関する研究も実施した。また、最近物性実験で注目されている新しい外部パラメータ「一軸ひずみ」をNMR実験に導入することも目的の一つであったが、研究期間内に独自のピエゾ駆動型一軸ひずみセルの開発に成功した。

自由記述の分野

強相関電子系

研究成果の学術的意義や社会的意義

「超伝導」は将来の脱炭素社会実現に向け有効な省エネ技術の一つであるが、室温超伝導物質がなく、超伝導利用には低温寒剤など超伝導維持コストが普及を妨げている。銅酸化物高温超伝導体は室温超伝導最有力候補物質であるが、超伝導発現機構は不明で室温超伝導開発指針もない。本研究は、銅酸化物の未解明電子状態「擬ギャップ」の起源解明の鍵とされる電荷密度波秩序の研究を実施した。結果、銅酸化物の物理において重要と信じられてきた磁気揺らぎに加え「電荷」揺らぎが重要である証拠を得た。今後高温超伝導発現機構を考える上で電荷に着目した理論や実験研究の発展が期待出来る。さらには将来の脱炭素社会実現に寄与できる。

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公開日: 2023-01-30  

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