| 研究課題/領域番号 |
26390050
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
茂筑 高士 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主幹研究員 (20354293)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 高温超伝導 / 磁性超伝導体 / 銅酸化物 |
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| 研究実績の概要 |
超伝導と磁性とが競合する系は、基礎及び応用の両面から重要な意義を持つ。本課題で取り上げるFeSr2YCu2O6+δ高温超伝導体は、超伝導の発現するCuO2面と磁性が発現するFeOδ面とが積層された構造を持つ。他の超伝導と磁性とが競合する系と異なり、両者が二次元的に競合しているところにこの系の最大の特徴があり、粒間電流密度が類縁化合物であるBa2YCu3O6+δ高温超伝導体と比べて異常に低いことがわかってきた。
昨年度、FeOδ面のFeの一部をCuに置換したFe1-xSr2YCu2+xO6+δ固溶体のx=0.3において超伝導転移温度Tcが異常に低下する現象を見出したが、x=0.3においてFe-O間距離及びCu-O間距離が近傍の組成とは異なることがわかり、この系の超伝導が構造的な変化に大きく影響されることが示唆された。また、FeSr2YCu2O6+δではBa2YCu3O6+δと同様にYサイトを他の希土類元素で置換することができるが、FeSr2YCu2O6+δにおいて大きなイオン半径の希土類元素で置換すると、CuとFeの配列の秩序化が抑制され、Tcが低下する。
さらに、Tbに置換した場合はイオン半径の効果はほとんどないはずであるにもかかわらずが、同じイオン半径を持つY0.767Nd0.233に比べて、異常にTcが低下することを発見した。FeSr2Y0.767Nd0.233Cu2O6+δと比べて、FeSr2TbCu2O6+δではCuO2面の折れ角やCuの原子価(bond valence sum)にはほとんど変化が見られないが、CuO2面間距離は大きくなっており、CuO2面間に存在するTb固有の要因により構造の変化が生じて、Tcが異常に低下していることが示唆される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
J-PARCで予定されていた中性子課題実験が、J-PARCの事故による運転停止の影響で取りやめとなり、予定されていた中性子回折を利用した精密な結晶構造解析が全て終了していないため。
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| 今後の研究の推進方策 |
FeSr2YCu2O6+δのFeサイトを一部Cuに置換したFe0.7Sr2YCu2.3O6+δ、YサイトをTbに置換したFeSr2TbCu2O6+δ)においてTcが異常に低下する要因を明らかにし、代表的な組成の磁気特性及び輸送特性を測定してこの系の磁束状態の解明を進める。特に、超伝導転移温度Tcはどの組成においても酸素量6+δに依存しており、重量変化や中性子回折により酸素量6+δの評価を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定されていた中性子課題実験が完了せず、実験計画に遅れが発生したため。。
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| 次年度使用額の使用計画 |
高品質試料合成のための原料費、磁気特性及び輸送特性の測定に必要な寒剤(液体ヘリウム)及びその他の実験消耗品に使用する。
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