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Title :酸化物高温超伝導体の反強磁性相における低温磁気秩序のNMRによる研究
Title alternative :NMR Studies of the magnetic order at low temperatures in the Antiferromagnetic Phase of Oxide High-T_c Superconductor
Authors :二木, 治雄
矢ケ崎, 克馬
冨吉, 昇一
Authors alternative :Niki, Haruo
Yagasaki, Katsuma
Tomiyoshi, Shoichi
Issue Date :Mar-1995
Abstract :平成5年度~平成6年度科学研究費補助金(一般研究(C))研究成果報告書
研究概要:反強磁性相における酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<6+X>(YBCO)の低温磁気秩序を研究するために、水素をドープした粉末試料YBa_2Cu_3O_<6.1>H_<0.14>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.プロトンNMRの線幅の温度依存性から、(1)水素原子はCu(1)サイト近傍にトラップされる。(2)20K以下での線幅の急激な増大によりCu(1)サイトに低温で微弱な内部磁場が生じ、低温での磁気秩序に変化が生じている。 2.Cu(1)サイトの^<63>Cu NQRから、(1)80K以下では、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、T_2^<-1>は20Kでそれぞれ極大を示し、20K以下でプロトンNMRの線幅の増大が生じる。(2)中性子回折の実験結果を考慮すると、揺動磁場の原因はCu(1)またはCu(2)サイトに部分的に生じたstaggeredなCu^<2+>モ-メントと考えられる。 3.Cu(1)サイトのCu NQRの測定から、80K以上ではT_1の緩和機構が変化し、共鳴周波数も大きく変化する。(1)80K以上260Kまでの測定では、T_2^<-1>は260Kまで増大し続けるが、ネール温度が410Kであるにもかかわらず、T_1は260K付近ですでに一定になる。(2)Cu(2)サイトのCu NQRより、4.2KでCu(2)モーメントによるNMR周波数は89.75MHz、NQR周波数は24.46MHzで、水素をドープしない通常の試料と同等の値であった。これより、水素ドープ後の試料は水素ドープ前の試料と同一のCuモーメントを持つことがわかった。(3)Cu(1)のNQR共鳴周波数の温度変化の原因はCu(1)のよじれ振動と考えられる。この温度領域でのT_1への寄与を検討したところ、よじれ振動によって説明できることがわかった。 4.今後、Cu(2)モーメントによる磁気緩和の影響がどの程度あるかを検討する必要がある。また、これらの研究過程で、開発改良した機器を他の実験に使用することによって、より精度良い測定が可能になった。
研究概要:Proton NMR and Cu NQR of Cu (1) and C (2) sites have been measured on the antiferromagnetic phase (T_N = ca.410 K) of a powdered sample of hydrogen-doped tetragonal YBa_2Cu_3O_<6+X>H_y. It was found by proton NMR studies that hydrogen atoms are occupied in the vicinity of Cu(1) site in the oxygen deficient layr. The line width, DELTAomega, 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 K and 40 K,respectively. The nuclear magnetization does not recover in a simple exponential manner below 80 K.The predominant mechanism governing T_1 below 80 K was found to be the fluctuating magnetic fields induced by the hole doping effect. These enhancements and the abrupt increase in DELTAomega are attributed to this fluctuating magnetic field. Above 80 K,however, the nuclear magnetization recover in a simple exponential manner. The contribution of the fluctuating magnetic field to T_1 decreases rapidly above 80 K.Taking the place of the fluctuating field, other T_1 relaxation mechanism dominate above 80 K.In order to investigate the relaxation mechanism above 80 K,the temperature dependence of T_1, T_2, the resonance frequencies, and the line width of ^<63>NQR in the Cu (1) site has been measured in the high temperature region above 80 K.The measurement of Cu NQR in the Cu (2) site has also carried out to investigate the antiferromagnetic phase of YBCO.
Type Local :研究報告書
Publisher :二木治雄
URI :http://hdl.handle.net/20.500.12000/12047
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