X-선 조사에 의한 결함이 (TMTSF)₂CIO₄의 기저상태에 미치는 영향 연구

Abstract

본 논문에서는 준일차원 유기초전도체의 기저상태들이 X선 조사로 생성된 결함에 의해 어떤 영향을 받는지 연구하였다. 준일차원 유기초전도체 중 하나인 (TMTSF)_(2)ClO_(4)에 각각 다른 시간 동안 X선을 조사하여 불순물을 생성시킨 후, 불순물의 농도에 따라 초전도로 전이하는 임계온도와 그 전이폭, 초전도가 깨지는 임계자기장, 그리고 자기유도 스핀밀도파의 상전이 위치 등이 어떻게 달라지는지 관찰하였다. 초전도 전이온도의 경우 X-선에 의한 결함보다 냉각 속도의 차이에 의한 음이온 무질서도에 더 영향을 많이 받은 반면 임계 자기장의 값은 냉각속도에 크게 영향받지 않고 불순물 농도에 일관된 의존성을 보였다. 이 결과로부터 X-선 조사에 의한 결함이 시료내에 국지적으로 분포함으로써 초전도 상태가 선모양(filamentary)으로 형성되며, 유기초전도체의 경우 비자성 불순물에 매우 민감하게 반응하여 측정하는 성질에 따라 고에너지 조사에 의한 효과보다 더 우세하게 작용한다는 것을 알 수 있었다. 자기유도 스핀밀도파의 각 부위상으로의 상전이에 대한 경우는, 국지적으로 분포하는 결함에 의해 페르미면의 형태는 바뀌지 않으므로 상전이값 자체는 변하지 않았지만 불순물에 의한 란다우 준위의 넓어짐으로 인해 불순물 농도가 증가함에 따라 낮은 자기장에서의 상전이부터 차례로 사라졌다. 또한 불순물의 증가에 따라 음의 양자 홀 효과를 보이는 부위상이 급격히 사라지는데 이는 음의 양자 홀 효과를 설명하기 위해 도입된 세번째, 네번째 진동항의 효과가 불순물의 영향으로 급격히 무시되기 때문인 것으로 생각된다.;We have studied the effects of X-ray irradiation-induced defects on the superconducting state and the field-induced spin-density wave (FISDW) state of the organic superconductor (TMTSF)_(2)ClO_(4). The superconducting transition temperature (T_(c)) depended more on the anion disorder than on irradiation defects, while the critical field (H_(c)) decreased monotonically with the defect concentration irrespective of cooling rate. Both results imply that defects introduced by X-ray irradiation are distributed locally in sample, and make the superconductivity filamentary at high defect concentration. The same results also confirm that organic supercondutor is very sensitive to the non-magnetic impurities such as anion disorder. For phase transitions between subphases of FISDW, transition field did not shift because Fermi surface were not influenced by locally distributed impurities. But broadening of Landau levels due to impurities may be responsible for the suppression of low-field FISDW states. Also the negative Hall effect disappeared sharply as the number of defects increased. It is considered that the amplitude of the third and fourth harmonics of the warped Fermi surface decreases concomitantly.