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Title :酸化物高温超伝導体における磁気秩序のNMRによる研究
Title alternative :NMR Studies of the magnetic order in the Oxide High-Tc Superconductor
Authors :二木, 治雄
矢ケ崎, 克馬
仲間, 隆男
Authors alternative :Niki, Haruo
Yagasaki, Katsuma
Nakama, Takao
Issue Date :Apr-1997
Abstract :平成7年度~平成8年度科学研究費補助金(基盤研究(C)(2))研究成果報告書
研究概要:酸化物高温超伝導体の磁気秩序を研究するために試料としてYBa_2Cu_3O_<6+x>(YBCO)を選び,主に反強磁性相についてYBCOの酸素濃度を変えた試料(x=0.07,0.11,0.17)を作製して研究を行った。各試料に水素を少量ドープしたYBa_2Cu_3O_<6+x>H_yを作製し、その水素をプローブとしたプロトンNMRとCuサイトのCu NQRを行った。 1.Cu(1)サイトの^<63>Cu NQRから、 (1)低温領域で、結晶内部に揺動磁場が存在し、その揺動磁場の影響で、T_1^<-1>は40K付近、T_2^<-1>は20K付近でそれぞれ極大を示し、酸素濃度が増加するにつれて極大値が増大することを明らかにした。 (2)これは酸素濃度、すなわちホール濃度が増加するにつれて反強磁性の磁気秩序に乱れが生じ、その乱れたCu^<2+>モーント(staggeredなCu^<2+>モーメント)がホール濃度増加に伴って増加するためと考えられる。この結果は中性子回折の実験結果をとも一致する。 2.約20K以下でプロトンNMRの線幅の増大が観測された。これは、上述の乱れたCu^<2+>モーメントによる揺動が低温で凍結されために生じたと考えられるが、その酸素濃度依存性はCu(1)NQRの酸素濃度依存性と異なる傾向を示した。この点については今後検討を要する課題であると考える。 3.高温側での緩和機構は複雑で、現在まだどのような緩和機構が主に効いているかを明らかにすることは出来なかった。これらを明らかにするためには、高温領域での緩和機構の酸素濃度依存性を測定する必要がある。 4.T_1やフーリェ変換NMRの測定には、今回購入したデジタルオシロスコープを使用し、コンピュータによる自動化測定を行った。これによってT_1測定やフーリェ変換NMR測定の簡易化と精密化を可能にした。
研究概要:Cu (1) NQR,Cu (2) zero field NMR,and Proton NMR have been measured in the antiferromagnetic phase of powdered samples of hydrogen-doped tetragonal YBa_2Cu_3O_<6+x>H_y from 4.2 to 300 K.Four samples with different concentration types of oxygen and hydrogen atoms (x, y), which are (0.07,0.118), , (0.1,0.14), (0.11,0.078), and (0.17,0.01), were used. The line width of ^1H NMR increases abruptly below 20 K.The enhancements of T_2^<-1> and T_1^<-1> of ^<63>Cu (1) NQR occur around 20 and 40 K,respectively. The relaxation mechanism of T_1 of ^<63>Cu (1) NQR changes at T_m=about 80 K and the time dependence of its magnetization recovery shows a nonexponential type for T < T_m and an exponential one for T > T_m. The predominant origin for T_1 below T_m is found to be the fluctuating magnetic fields due to the staggered Cu^<2+> moments on the Cu (1) or Cu (2) site induced by the hole doping effect. Above T_m, T_1^<-1> of ^<63>Cu (1) NQR increases gradually with temperature but it is almost temperature independent above 150 K,what can not be explained by the effect of the ordered AF Cu^<2+> moments in the Cu (2) O_2 plane and also by the Raman process of the lattice vibrations.
Type Local :研究報告書
Publisher :二木治雄
URI :http://hdl.handle.net/20.500.12000/12027
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