| 研究課題/領域番号 |
26610102
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
椋田 秀和 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90323633)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 超伝導 / バレンススキップ / NMR |
|---|
| 研究実績の概要 |
今年度測定に用いたPb1-xTlxTe系試料は、Stanford大のI. Fisher氏(共同研究者)らから提供を受けた単結晶、実際に電気抵抗上昇が観測され、かつ超伝導転移が明瞭に確認されている単結晶 (x=0.01)と、超伝導にならない単結晶(x=0.0035)である。さらに参照のため、母物質(PbTe, x=0)のTeサイトのNMR実験も実行した。
前年度実験を行ったx=0.006多結晶粉末では、通常金属で見られるコリンハの関係が見られ、とくに低温(10K以下)での電子状態に異常は見られなかったが、実際に近藤効果的な振る舞いが見られている単結晶試料(x=0.01)では、核スピン緩和時間の空間分布が著しく大きいことがわかった。周波数依存性をより詳しく調べていくと、ブロードなTe-NMRスペクトルの高周波側では、緩和時間(T1)がとても短く、低周波側では比較的長いことを突き止めることができ、昨年度に観測されかけていた結果をさらに強く裏付けることができた。この結果は、単結晶試料ではTeの局所電子状態が試料全体では一様でなく、おそらく、わずかにドープされたTlに近いところのTeサイトは緩和時間が短く、比較的遠いところのTeサイトの間では長いということを強く示唆している。
ドープ量の少ないx=0.0035の単結晶でも同様の実験を行うと、同じ振る舞いが観測されることがわかり、母物質(PbTe, x=0)のTeサイトでは観測されないことがわかった。つまり、ドーパントのTlがなければ母体のPbTeには元々、その異常な揺らぎはなかったのに、ドープしたTl近傍のTeサイトにのみそのような異常な揺らぎが見られることがわかった。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度予定していた、x=0.01および0.0035単結晶、と共に比較参照として母物質(PbTe, x=0)のTeサイトのNMR実験を実行できた。その系統的な実験により、前年度実験を行ったx=0.006多結晶粉末で得られていた結果は、単結晶を中心としたx=0から0.01までの試料での系統性の中では、ドーパントのTlがきれいに試料内に取り込まれてない可能性がわかった。よって、x=0.01および0.0035単結晶を中心としたデータで、より正確なPb1-xTlxTeの物性を議論できることがわかった。現在までに、ドーパントのTl近傍のTeサイトにのみ異常な局所揺らぎが見られることがわかったのが大きな進展である。その原因としては、Tlがバレンススキップイオンであることを考えると、1価と3価状態が縮退して揺らいでいることによる何らかの局所揺らぎがTl近傍で局所的に起こっていることと関連している可能性があり、今後も緩和時間の温度依存性などを含め多角的にその可能性を追求していく。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後はx=0.01および0.0035単結晶を用いて、上述のようなTl近傍で起こる局所的な揺らぎが、温度と共にどのように変化するのかを調べるため、緩和時間の周波数依存性(Tlからの距離依存性)だけでなく、温度依存性などを含め多角的にその可能性を追求していく。特に、Tlの価数が1価と3価状態で縮退して揺らいでいることによる何らかの局所揺らぎが電気抵抗に現れる異常とどのように関連するかを調べる。
|
