BSCCO (TC=82 K) 단결정에서 17O NMR 측정을 수행하여 스펙트럼, 선폭, 스핀-격자 완화율 1/T1을 자기장 및 온도를 변화해 가며 고자기장 영역까지 측정하였다. 17O NMR 1/T1을 스펙트럼의 saddle-point field 으로 부터 국소 자기장에 따라 (즉, vortex core부터 거리 r ...
BSCCO (TC=82 K) 단결정에서 17O NMR 측정을 수행하여 스펙트럼, 선폭, 스핀-격자 완화율 1/T1을 자기장 및 온도를 변화해 가며 고자기장 영역까지 측정하였다. 17O NMR 1/T1을 스펙트럼의 saddle-point field 으로 부터 국소 자기장에 따라 (즉, vortex core부터 거리 r 에 따라) 측정하였다.
초전도체의 vortex 주변에서 1/T1의 공간적 변화에 대한 논문은 드물지만 수편의 논문에서 보고된 바가 있다. 스핀-격자 완화율의 공간적 변화는 vortex core 주변에서 퍼져있는 quasi-particle에 의한 국소적 상태밀도에 의해 결정된다. supercurrent에 의한 Doppler shift는 국소 상태밀도를 변화시키는데 이론에 의하면 vortex core로부터 1/r 에 따라 변화하므로, vortex core로부터 가장 멀리 있는 최소 자기장(minimum field point)로부터 vortex core 안의 최대 자기장(maximum field point)까지 단조롭게 증가하는 것으로 알려져 왔다.
그러나 YBCO의 17O NMR 측정들은 saddle point 보다 작은 자기장에서 이론적 계산과는 다른 경향을 보고한 바 있다. BSCCO의 경우에서도, saddle point(스펙트럼의 peak) 보다 낮은 자기장(주파수)에서 1/T1의 공간적 변화가 기존의 계산결과와 달리 최소 자기장으로 갈수록 1/T1 이 증가하는데, 여기서는 그 차이가 보다 분명하고 현저하게 관측된다. 즉, 최소 자기장에서 최고 자기장까지 1/T1 이 단조롭게 증가하지 않는다는 것이다. 또한, Nature에 발표되었던 YBCO의 경우와 다르게, vortex core 부분에서 1/T1 이 감소하지 않는다는 것이다. 이것에 대한 물리적 해석을 탐구하고 있다.
Pnictides 초전도체 단결정 시료 BaFe2As2 및 Ba0.55K0.45Fe2As2 에 대해 6.4 T - 14 T에서 자기장을 sweep해 가며 여러 온도에서 75As NMR의 spectrum, 선폭, shift, T1, T2을 측정하였다. 그런데, 중앙공명선은 대단히 선폭이 넓고 double peak structure(narrow and broad peaks)를 보인다. 이 static field inhomogeneity는 매우 커서, 자기장이 커지고 온도가 낮아짐에 따라 선폭이 빠르게 증가하여, 초전도 임계온도인 30 K 이하 저온에서는 NMR 신호를 측정할 수 없게 만든다.
이 시료는 Sn flux로 만든 BaFeAs 인데, 여기에는 1% 정도의 Sn 불순물이 포함된 것으로 알려지고 있다. 그런데, 이 소량의 비자성 불순물에 의해 임계온도가 20%나 낮아지고, 또한 NMR 선폭이 대단히 넓어져서, 온도가 낮아짐에 따라 자기장이 커짐에 따라 (또는, 자화의 크기에 비례하여) 선폭과 국소 자기장이 선형적으로 증가(즉, Curie 법칙을 따라)함을 보여준다. BaKFe2As2에서 아주 소량의 불순물에 의해 유발되는 매우 큰 자기구조의 국소적 교란은 아주 특이한 현상인데, undoped material에서 존재하는 SDW 자기적 상태가 doped superconducting material 에서도 초전도성과 상분리의 형태로 남아 있거나, 전자구조의 국소 공간적 교란 및 변화에 의해 유발되는 등, 국소적으로 자기적 상호작용이 크게 훼손되었을 가능성을 보여주고 있다. FeAs 계열의 다른 초전도체, 즉, Co-doped BaFeAs (Ba(Fe2-xCox)2As2) 및 CaFe2As2 에 대한 추가적 NMR 실험과 계산 분석을 통하여 이들에 대한 심층적 분석을 시도하고 있다.