2018 Fiscal Year Annual Research Report
真性T'構造銅酸化物における電子状態とノンドープ超伝導機構の解明
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17H02915
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小池 洋二 東北大学, 工学研究科, 名誉教授 (70134038)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高温超伝導 / 銅酸化物 / ノンドープ超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ノンドープ超伝導を示すT'-La1.8Eu0.2CuO4の多結晶試料と磁性不純物Niおよび非磁性不純物Znで部分置換した多結晶試料について、ミュオンスピン緩和の実験を行った。その結果、いずれの試料も超伝導相と短距離磁気秩序相に相分離していることが分かった。そして、超伝導相の電子状態は、T構造のホールドープ型銅酸化物La2-xSrxCuO4のオーバードープ領域における電子状態と酷似していることが分かった。
T'-La1.8Eu0.2CuO4の多結晶試料について、X線吸収の実験を行った。その結果、プロテクト還元アニールによって超伝導を示す試料では、電子キャリアが大量にドープされていることが分かった。これにより、ノンドープ超伝導を示す試料では、電荷移動ギャップが潰れ、それによって大量の電子とホールが共存している可能性が高いと結論した。
超伝導を示すT'-Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+δ（x = 0.05, 0.10）について、NMRの実験を行った。その結果、電子ドープ量の増加につれて反強磁性相関が抑制されていくことが明らかになった。また、超伝導の対称性は、電子ドープ量に関わらずｄ波であると結論した。
T'-Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+δ（x = 0.05, 0.10）の光学反射率の測定を行った。その結果、プロテクト還元アニールによって超伝導を示す単結晶試料については反射率が大きく、非超伝導の試料に比べて電子キャリアがかなり多いことが分かった。また、超伝導を示す試料では、新たな振動ピークが観測された。このピークは酸素欠損によって生じた可能性が高く、還元アニールによる酸素欠損が電子キャリアを誘起し、超伝導の発現に寄与している可能性があることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ノンドープ超伝導体T'-La1.8Eu0.2CuO4への電子ドーピングが、T'-La1.8Eu0.2CuO4－xFxの合成の成功により実現したため、遅れを挽回することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ノンドープ超伝導を示すT'-La1.8Eu0.2CuO4を基準として、電子ドープしたT'-La1.8Eu0.2CuO4-xFxおよびホールドープしたT'-La1.8-xEu0.2SrxCuO4の試料を作製し、X線吸収、ホール効果、ゼーベック効果、ミュオンスピン緩和等の実験を進め、この系の物性相図を完成させる。
T'-Pr1.3-xLa0.7CexCuO4+δの単結晶試料については、0≦x≦0.2でほぼ100%の超伝導体積分率を持つ試料の作製を目指す。そして、各種の分光測定を進め、電子の電荷相関とスピン相関に関する総合的な知見を得る。
これらの実験から、T'構造銅酸化物の電子状態の結論を出す。さらに、超伝導電子対の形成の要因について最終結論を出す。
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[Presentation] 63,65CuNMR studies of superconducting T'-La1.8Eu0.2CuO4+δ with Nd2CuO4 structure2018
Author(s)
Y. Kohori, H. Fukazawa, S. Ishiyama, M. Goto, S. Kanamaru, K. Ohashi, T. Kawamata, T. Adachi, M. Hirata, Y. Koike
Organizer
12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
Int'l Joint Research
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[Presentation] Reduction and Electron-Doping Effects on the Cu-Spin Correlation in Electron-Doped HIgh-Tc Cuprates Pr2-x-yLayCexCuO4+δ2018
Author(s)
T. Adachi, T. Sumura, M. A. Baqiya, T. Ishimoto, H. Kuwahara, K. Kurashima, I. Watanabe, A. Koda, M. Miyazaki, R. Kadono, Y. Koike
Organizer
12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
Int'l Joint Research
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