銅酸化物高温超伝導体における磁気励起の詳細構造 Detailed Structure of Magnetic Excitations in High-Tc Copper Oxide Superconductor 150 100 (5) (4) (3) (2) ω=0 dωS(ω) = ∞ ! ! h ¯ ω=0 1 2 g s(s + 1) 3 ω=0 ! ∞ 2 dωS(ω) = g 2 s(s + 1) 3 ω=0 ! ∞ dωS(ω) = g 2 s(s + 1) d(¯ hω)S(¯ hω) (µ2B Cu−1 ) h ¯ ω=0 150meV d(¯ hω)S(¯ hω) (µ2B Cu−1 ) h ¯ω ! 150 100 20 20 0.8 0.8 (c) 200 3030 150 100 2020 50 10 10 0.2 0.2 4040 0 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8 50 1010 0.2 0.2 0 0 0.6 0.6 h in (h, 0.5) (r. l. u.) 30 30 0 0 0 0.4 0.4 200 50 1010 0.2 0.2 (b) 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8 h in (h, 0.5) (r. l. u.) 図 1: La1.90Sr0.10CuO4 における磁気励起の q-ωマップを図(a)に示す。磁気励起は格子整合成分 (b)と格子非整合成分(c)の重ね合わせで良く表現される。 1 B. Vignolle, et. al., Nat. Pys. 3, 163 (2007) Four Lorentzian peak fitting Sato-Maki function fitting Lipscombe et al (x=0.085) δ (r.l.u.) δ or κ (r.l.u.) 2020 S(¯ hω, T ) − S(¯ hω, T = 350K) (µ2B eV −1 Cu−1 ) La1.90 Sr0.10 CuO4 La1.90 Sr0.10 CuO4 , T=5K 3030 200 40 40 200 χ′′ (¯ hω)(µ2B eV −1 Cu−1 ) χ (¯ hω)(µ2B sr−1 eV −1 Cu−1 ) χ′′ (¯ hω, T ) − χ′′ (¯ hω, T = 350K) (µ2B eV −1 Cu−1 ) (a) ′′ 4040 La1.90Sr0.10CuO4, T = 5 K 200 4±1 meV 18±1 meV 80±5 meV 150±10 meV h-0.5 (r.l.u.) hω (meV) ¯ hω = 190 ± 20 (meV) ¯ ホールドープ系銅酸化物高温超伝導体においては、低エネルギー領域の格子非整合な磁気励起が 40 meV 付近で格子整合になり、それ以上のエネルギーでスピン波のようにゾーン境界へ広がっていく、「砂時計型励起分散」が共通して観測されている。この特徴的な励起メカニズムの解明は超伝導発現機構理解の上で重要視される。近年、この励起分散のくびれに相当するエネルギーEcross を境として起源の異なる２つの成分から構成されるという解釈が盛んになされている。1しかしこれまでに温度・組成依存性等による２成分の傍証はあるものの、直接的な結果は得られていない。そこで今回我々は磁気励起シグナルの精密解析から直接的に２成分の存在を示すことを目的とし、十分な統計精度で高分解能パルス中性子散乱実験を行った。Ecross をまたいだ磁気励起スペクトルの移り変わりの様子をこれまで以上に詳しく捉えることができ、２成分の共存をもとにした解析を行った。（図 1）本講演会では詳細なスペクトルの構造について報告し、起源を議論する。 200 Intensity (mbarn sr−1 meV−1 Cu−1 ) (1) 佐藤研太朗 1, 松浦直人 2, 梶本亮一 3, 藤田全基 4 東北大院理 1, CROSS2, J-PARC3, 東北大金研 4 Kentaro Sato1, Masato Matsuura2, Ryoichi Kajimoto3, and Masaki Fujita4 1 Department of Physics, Tohoku University 2 Reserch Center for Neutron Science and Technology, Comprehensive Research Organization for Science and Society 3 Materials and Life Science Division, J-PARC Center 4 Institute Material Research, Tohoku University