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La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の高温正方晶での格子不安定性

Incommensurate lattice distortion in the high temperature tetragonal phase of La$$_{2-x}$$(Sr,Ba)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$

脇本 秀一  ; 木村 宏之*; 藤田 全基*; 山田 和芳*; 野田 幸男*; 白根 元*; Gu, G.*; Kim, H.*; Birgeneau, R. J.*

Wakimoto, Shuichi; Kimura, Hiroyuki*; Fujita, Masaki*; Yamada, Kazuyoshi*; Noda, Yukio*; Shirane, Gen*; Gu, G.*; Kim, H.*; Birgeneau, R. J.*

ホールドープ系高温超伝導体であるLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$では、高温正方晶(HTT)相において低温斜方晶(LTO)的な格子歪み(CuO$$_6$$八面体の傾き)が残ることが、中性子散乱実験で散漫散乱として観測されている。本研究では、超伝導と格子非整合なLTO的格子歪みとの関連を調べるため、$$x$$=0.07, 0.125(Ba), 0.15, 0.20の試料について、中性子散乱実験を行った。測定したすべての試料において、LTO的な八面体の傾きに起因した散漫散乱ピークが、かつ傾きの方向(LTO相でb軸に相当する方向)に格子非整合な変調を伴って観測された。変調周期の逆数に相当する格子非整合性$$delta$$は、温度上昇に伴い増加し、すべての試料で$$T/T_s$$($$T_s$$は構造相転移温度)に対してスケールする普遍的な振る舞いを示した。以上の結果と、超伝導を示さない$$x=0.05$$の結果から、格子非整合な変調を伴ったLTO歪みは超伝導領域に特有の性質であることが示された。

We report incommensurate diffuse (ICD) scattering appearing in the high-temperature-tetragonal (HTT) phase of La$$_{2-x}$$(Sr,Ba)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ with 0.07 $$leq$$ $$times$$ $$leq$$ 0.20 observed by the neutron diffraction technique. For all compositions, a sharp superlattice peak of the low-temperature-orthorhombic (LTO) structure is replaced by a pair of ICD peaks with a modulation vector parallel to the CuO$$_6$$ octahedral tilting direction, that is, the diagonal Cu-Cu direction of the CuO$$_2$$ plane, above the LTO-HTT transition temperature $$T_s$$. The temperature dependences of incommensurability $$delta$$ for all samples scale approximately to $$T/T_s$$, while those of integrated intensity of the ICD peaks scale to $$T-T_s$$. Those observations together with absence of ICD peaks in the non-superconducting $$x=0.05$$ sample evince a universal incommensurate lattice instability of hole-doped 214 cuprates in the superconducting regime.

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