Incommensurate lattice distortion in the high temperature tetragonal phase of La(Sr,Ba)CuO

高温超伝導体La(Sr,Ba)CuOの高温正方晶における格子非整合な格子歪みの研究

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.*

高温超伝導体La(Sr,Ba)CuOの高温正方晶(HTT)相において観測される格子非整合な散漫散乱を、x=0.07, 0.125(Ba), 0.15, 0.20の試料について、中性子散乱実験により系統的に調べた。測定したすべての試料において、低温斜方晶(LTO)相で現れる超格子反射がHTT相で格子非整合な散漫散乱に変化する様子が観測された。散漫散乱ピークの位置、及び構造因子の考察から、散漫散乱はLTO的な八面体の傾きがHTT相で局所構造として残ることに起因し、かつ傾きの方向(Cu0正方格子でCu-Cuの対角線方向)に格子非整合な変調を伴っていることがわかった。変調周期の逆数に相当する格子非整合性は、温度上昇に伴い増加し、すべての試料で(構造相転移温度)に対して、散漫散乱の積分強度は()に対して各々スケールする普遍的な振る舞いが見られた。以上の結果と、超伝導を示さないx=0.05では同様の散漫散乱が観測されないことから、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(Sr,Ba)CuO with 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 the modulation vector parallel to the CuO octahedral tilting direction, that is, the diagonal Cu-Cu direction of the CuO plane, above the LTO-HTT transition temperature . The temperature dependences of the incommensurability for all samples scale approximately as , while those of the integrated intensity of the ICD peaks scale as . These observations together with absence of ICD peaks in the non-superconducting sample evince a universal incommensurate lattice instability of hole-doped 214 cuprates in the superconducting regime.