磁性高温超伝導体RuSr_2YCu_2O_8の自己誘起・量子磁束ダイナミックスの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440112
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 北岡 良雄 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70110707)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋光 純 青山学院大学, 理工学部, 教授 (80013522) ; 石田 憲二 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90243196) ; 鄭 国慶 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (50231444)
• Keywords: 高温超伝導 / 強磁性 / 共存 / 自己誘起量子化磁束 / NMR

Research Abstract

磁気モーメントを有する希土類を含まない多結晶試料、RuSr_2YCu_2O_8(Ru-1212)は研究分担者の秋光グループが高圧下での合成に成功した。希土類磁気モーメントを含まない試料のゼロ磁場Ru-NMRの研究から強磁性モーメントと超伝導がミクロなスケールで共存していること、さらにはこの共存状態では「自己誘起・量子化磁束状態」が実現している可能性が高いことが明らかした。その結果をフィジカルレビューレター誌に発表した。この成果は、大きな反響を呼び、同じく共存が期待されている系、Eu_<2-x>Ce_xRuSr_2Cu_2O_<10-8>に関して、国外のグループと共同研究を展開することになった。以下に13年度の研究実績を具体的に述べる。
1.RuSr_2YCu_2O_8のゼロ磁場でのRu-NMR
(a)2種類の異なる強磁性状態にあるるRu-NMRスペクトルの精密測定を行い、磁気モーメントは、面内に配列していること、Ruの電子状態は4:6の存在比でRu^<+4>とRu^<+5>の異なる価数をもつことを明らかにした。
(b)超伝導転移温度以下で観測されたRuの磁気モーメントの強磁性成分の揺らぎは、超伝導を示されない系でも観測されることが明らかとなった。この結果から、この磁気揺らぎは、自己誘起量子化磁束の存在とは関係ないことを結論した。
2.Eu_<2-x>Ce_xRuSr_2Cu_2O_<10-δ>のゼロ磁場でのRu-MNR
Ru1212系のゼロ磁場でのRu-NMRの結果とは、大きく異なり、Ru-MNRの信号は一種類しか観測されなかった。この結果から、本系はRu1212とは違った機構でホールがドープされて超伝導が発現しており、研究課題である「強磁性と超伝導の共存の機構」についてより一層の研究展開が期待できることは判明した。

Research Products

• [Publications] Y.Tokunaga: "NMR evidence for coexistence of superconductivity and ferromagnetic component in magnetic superconductor RuSr_2YCu_2O_8 :^<99,101>Ru and ^<63>Cu NMR"Phys.Rev.Lett.. 86. 5767-5770 (2001)
• [Publications] Y.Tokunaga: "Coexistence of ferromagnetixm and superconductivity in magnetic superconductor RuSr_2YCu_2O_8 revealed by ^<63>Cu-NMR"Physica C. 364-365. 379-382 (2001)