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論文

Ni-impurity effect in high-$$T_c$$ cuprates studied by neutron scattering and XAFS spectroscopy

平賀 晴弘*; 脇本 秀一; 松田 雅昌; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 山田 和芳*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3136 - 3138, 2008/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:12.86(Chemistry, Multidisciplinary)

La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$Cu$$_{1-y}$$Ni$$_{y}$$O$$_{4}$$に対して中性子回折実験を行い、スピングラス状態に見られる対角スピン密度波と同様、超伝導状態に見られる平行スピン密度波もNiのドープに影響されやすいことが判明した。Niの置換は伝道に寄与するホールを減少させる効果が示唆される。偏光X線吸収分光においては、2種類のNiの価電子状態を発見した。これはホールがNi近傍に束縛されていることとともに、Niの有効スピン状態1/2を強く示唆するものである。よって、Niの電荷添加物としての効果はSrドープ量より大きくなったときに初めて実現されるものと考えられる。

論文

Momentum-resolved charge excitations in high-$$T$$$$_{rm c}$$ cuprates studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井 賢司; Hoesch, M.*; 稲見 俊哉; 葛下 かおり*; 大和田 謙二; 坪田 雅己; 村上 洋一; 水木 純一郎; 遠藤 康夫; 筒井 健二*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3118 - 3124, 2008/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.84(Chemistry, Multidisciplinary)

Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) in the hard X-ray regime is a new spectroscopic technique to measure electronic excitations utilizing brilliant synchrotron radiation. It has the great advantage that the momentum dependence can be measured unlike conventional optical methods. As inelastic neutron scattering gives spin or lattice dynamics, inelastic X-ray scattering can be a tool to measure charge dynamics in solids through the coupling of photon to the charge of the electron. Here, I would like to present our RIXS studies on high-$$T_c$$ cuprates and related materials which were performed in close collaboration with theorists. In doped Mott insulators, an interband excitation across the Mott gap and an intraband excitation below the gap are observed in the low energy region of RIXS spectra. Momentum and carrier-doping dependence of the excitations will be discussed.

論文

Exact diagonalization study on nonmagnetic impurity effects in high-$$T_{c}$$ superconductors

筒井 健二; 外山 篤*; 遠山 貴己*; 前川 禎通*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3365 - 3368, 2008/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Chemistry, Multidisciplinary)

銅酸化物高温超伝導体の特異な効果に、CuサイトにNiやZn等を置換する不純物置換効果がある。特に最近の中性子散乱の実験より、Ni不純物置換によってキャリアーがNiサイトに捕獲されることが示唆されている。本研究では、銅酸化物高温超伝導体を記述する基本的な模型である$$d-p$$模型を用い、Zn及びNi不純物サイトの$$d$$軌道を露わに扱う。有限サイズの系のハミルトニアンを数値的に厳密に扱うことによって、不純物による電子状態の変化を議論する。その結果Niサイトにホールが実際に捕獲されることが理論的に明らかになった。

論文

On-site pairing interaction and quantum coherence in strongly correlated systems

山田 進; 町田 昌彦; 叶野 琢磨; 今村 俊幸*; 小山 富男*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3395 - 3397, 2008/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Chemistry, Multidisciplinary)

高温超伝導体で観測される現象(相互作用が強いとランダムネスによりペア同士のコヒーレンスは簡単に失われペアが局所化する)の要因を明らかにするため、2つの井戸型ポテンシャルを有するハバードモデルの数値シミュレーションを実施した。そのシミュレーション結果から、粒子間の相互作用が強くなることで、離れた2つの井戸型ポテンシャル間を粒子間が移動するという量子コヒーレンスの性質は劇的に抑えられることを確認した。これにより、強い相互作用が上記の現象の要因である可能性を指摘した。

論文

DMRG studies for 1-D random Hubbard chain close to the half-filling

奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3324 - 3326, 2008/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Chemistry, Multidisciplinary)

解析的に調べることが難しい1次元ランダム・ハバード模型を数値シミュレーションの密度行列繰り込み群を用いて解析した。その結果、モット絶縁体相とホールの局在によって生じた溝を境にして「相分離」が起こり、空間的な構造を形成していることを発見した。また、相互作用とランダムポテンシャルのどちらの影響もある程度大きくないと、この構造がはっきり表れないこともわかった。これは、強相関・強ランダムネス効果による自己組織化現象の一つと考えられる。このことは遷移金属酸化物で見られる相構造形成などに深いかかわりがあると考えられる。また、この現象の存在を確かめるための中性原子気体系での実験設定も考案した。

論文

Ginzburg-Landau simulation for a vortex around a columnar defect in a superconducting film

中井 宣之; 林 伸彦; 町田 昌彦

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3301 - 3303, 2008/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:7.29(Chemistry, Multidisciplinary)

発表者らはギンツブルグ-ランダウ理論に基づき、磁束のピン外れについて数値シミュレーション研究を行った。本研究では、超伝導薄膜の柱状欠陥に注目しており、1本の柱状欠陥にピンされた1本の磁束がピンから外れる様子をシミュレーションしている。なお、対象となる柱状欠陥については金属と絶縁体の場合について研究した。さらに柱状欠陥に対して垂直に磁場を印加し、磁束がピンされる超伝導薄膜の臨界膜厚を評価した。ここで、臨界膜厚とは柱状欠陥の磁束に対するピニング力を表している。本研究の成果として、臨界膜厚は磁場強度に依存し、柱状欠陥の種類にも依存することを示した。

論文

Josephson effect between conventional and non-centrosymmetric superconductors

林 伸彦; Iniotakis, C.*; 町田 昌彦; Sigrist, M.*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3225 - 3227, 2008/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:12.86(Chemistry, Multidisciplinary)

空間反転対称性のない超伝導体と通常の超伝導体との間のジョセフソン効果を調べた。空間反転対称性のない超伝導体の具体例としてCePt$$_3$$Siを考える。そこではRashba型のスピン軌道相互作用が重要であり、それがジョセフソン効果に本質的な影響を及ぼす。われわれは、その系のジョセフソン結合が、スピン・シングレット的結合とトリプレット的結合との2つの部分から形成されていることを見いだした。ここで、トリプレット的結合の成分は、シングレット的結合成分に対し、位相が$$pi$$だけズレている。そしてこの点に基づくことにより、実験的にAl/CePt$$_3$$Si接合において観測されていたジョセフソン電流の特徴的な干渉効果が説明可能であることを示した。

口頭

Magnetic excitations in lightly-doped La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$

松田 雅昌; 脇本 秀一; 藤田 全基*; 山田 和芳*; Tranquada, J. M.*

no journal, , 

銅酸化物高温超伝導体の大きな特徴の一つとして、電気伝導と磁性が密接に関係していることが挙げられる。超伝導発現機構の解明にはこの関係を明らかにすることが不可欠であり、実験,理論両面からの広範囲な研究が行われている。われわれは、絶縁体超伝導体転移を起こす境界領域のスピン相関(斜め非整合スピン相関)を詳細に理解するために、La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$低ホール濃度領域での中性子散乱実験を行っている。第一の興味は、斜め非整合スピン相におけるスピン相関が、電荷秩序を伴うストライプ秩序に起因するのか、純粋に磁気的なスパイラルスピン秩序に起因するかどうかである。このことを調べるために不純物効果の実験を行い、ストライプモデルがより適切であるという結果を得た。第二の興味は、磁気励起がニッケル酸化物におけるように通常のスピン波か、超伝導相で見られる砂時計型であるかどうかである。このことを調べるために磁気励起の詳細な測定を行ったところ、砂時計型であることを示唆する結果を得た。これらの結果は、銅酸化物高温超伝導における磁性の役割を明らかにするうえで重要である。

口頭

Theory of magnetic properties in the spin-triplet superconducting state of Sr$$_2$$RuO$$_4$$

野村 拓司; 平島 大*; 池田 浩章*

no journal, , 

Sr$$_2$$RuO$$_4$$のスピン三重項超伝導状態におけるスピン帯磁率$$chi({bf q}, omega)$$とNMR緩和率$$1/T_1$$の計算結果を示す。現実的な電子構造を有した3バンドのHubbard模型から出発する。計算されたNMR緩和率は$$T_c$$以上でKorringa則を示し、$$T_c$$以下ではHebel-Slichterピークを伴うことなく$$T^3$$的振る舞いを示す。この温度依存性は実験と整合しているが、$$1/T_1$$の異方性($$[1/T_1]_c/[1/T_1]_{ab}$$)は実験で得られるような約2倍の大きさを説明できない。$$chi({bf q}, omega)$$の異方性,波数振動数依存性について議論する予定である。また、同じ超伝導ギャップ構造について、可能なスピン波モードについても議論する。

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