全球首次 铜氧化物高温超导体中观测到二维铁磁性波动
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间：2024-04-17
在铜氧化物的高温超导体中，向反铁磁性绝缘体母材中注入空穴或电子载体会表现出超导性，但大量注入载流子后超导现象会消失，但产生这一现象的原因此前并不清楚。
日本的上智大学与日本的东北大学、理化学研究所、高能加速器研究机构及J-PARC中心开展了共同研究，全球首次在大量注入空穴的铜氧化物中观测到二维铁磁性波动现象。这意味着，随着载流子的注入，磁性状态由反铁磁性变为铁磁性，从而明确了铜氧化物磁性状态的全貌。另外，在超导性被大大抑制的物质中还观测到了铁磁性波动，这表示铁磁性波动可能会阻碍高温超导。这个现象可以解释长久以来的一个谜团，那就是大量注入载流子后超导现象消失的原因。这项成果是体现铁磁性波动与高温超导关系的一项重要新成果。
相关论文已于2018年8月1日发表于美国物理学杂志《物理评论快报》网络版。
研发小组利用注入了大量空穴的铋基铜氧化物 (Bi,Pb) 2Sr2CuO6+，测量了导电特性、磁特性和热特性。
明确了以下三点：
导电特性和热特性（比热）在二维铁磁性波动中表现出特征动作；
如图1所示，磁化在铁磁性转移的前期呈S形变化；
通过测量μ子自旋弛豫证明存在磁性波动。
图1：超导现象消失的物质磁化的磁场变化。无磁性波动时（300K）呈直线变化，铁磁性波动增强后（0.5K）呈S形变化。
图2是上述结果的特性相图。以前只知道铜氧化物存在反铁磁性状态和超导状态，通过本次研究发现，注入大量空穴后，会出现二维铁磁性波动状态。
图2：铜氧化物高温超导体的特性相图。
文 JST客观日本编辑部
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