ISSP - The institute for Solid State Physics

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吉澤研究室
教授
吉澤 英樹
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遷移金属酸化物の示す金属・絶縁体転移はスピン・電荷・格子・軌道状態などが密接に関連して生じる現象として盛んに研究されてきている。当研究室では大強度陽子加速器施設(J-PARC)の加速器や日本原子力研究開発機構(JAEA)の研究炉で発生される中性子ビームを用いて中性子散乱と呼ばれる研究手法により、遷移金属酸化物の示す電荷・軌道秩序や磁性および構造相転移と電気伝導との関連などを系統的に研究している。左下の図は日本原子力研究開発機構(JAEA)の研究炉に設置された物性研究所の中性子分光器の1台である。中性子散乱実験では、このような分光器を使用して物質の非弾性散乱スペクトル等を測定する。右下の図は高温超伝導銅酸化物の一つである La2-xSrxCuO4と同型の結晶構造を持つLa2-xSrxNiO4系において観測されるストライプ秩序のドープ濃度依存性をx = 1/2までの高ドープ領域まで測定した結果をまとめたストライプ秩序の形成温度とストライプ秩序のストライプの間隔のホール濃度依存性である。ストライプ秩序の形成温度はx = 1/3で極大を示したあと減少に転ずる。また、x = 1/2以上のさらに高ドープ濃度領域では次第に電気抵抗が減少しx ~ 0.9付近で絶縁体―金属転移を示す。最近のJ-PARCのパルス中性子分光器を用いたスピンダイナミクスの研究により2次元層状Ni酸化物のスピンダイナミクスは、x = 1/2以下のストライプ相とx = 1/2以上の市松模様型電荷秩序相において定性的に振る舞いが異なっていることを見いだし、そのような特異なスピンダイナミクスと輸送現象の関連についてさらに詳しい研究を行っている。

日本原子力研究開発機構(JAEA)の研究炉JRR-3に設置された物性研究所の3軸型中性子分光器。
高温超伝導を示す銅酸化物の一つであるLa2-xSrxCuO4と同型の結晶構造を持つLa2-xSrxNiO4の系において観測されたストライプ秩序のドープ濃度依存性。ストライプ秩序の転移温度と付随した磁気秩序の転移温度はx = 1/3で極大を示したあと減少に転ずる。さらに高濃度ドープ領域では、次第に金属的となり、x ~ 0.9付近で絶縁体金属転移を示す。

研究テーマ

  1. 遷移金属酸化物が示す金属・絶縁体転移や、その際に出現する磁気秩序・電荷秩序・軌道秩序などの中性子散乱による研究
  2. 中心対称性の欠損した超伝導体における磁気秩序とスピンダイナミクスの研究