Recent Results

電荷貯蔵ブロックにM=Co, Al, Gaを含む層状銅酸化物高温超伝導体ではMO₄四面体が頂点共有した鎖 (MO₄-chain)が形成されることが知られ、結晶化学的な観点から大きな関心がもたれています。^1)-2) 本研究では一連のCo含有層状銅酸化物CoSr₂(Y, Ce)_sCu₂O_5+2s(s=1-3)について、透過型電子顕微鏡法を用いてその結晶構造を解析しました。CoSr₂YCu₂O₇（Co-1212）, CoSr₂(Y_3/4Ce_1/4)₂Cu₂O₉（Co-1222）, CoSr₂(Y_1/3Ce_2/3)₃Cu₂O₁₁（Co-1232）のCo-12s2多結晶試料を固相反応法により合成しました（V.P.S. Awana, 2002）。これらの試料について粉砕法により電顕観察用試料を作製し、超高圧透過型電子顕微鏡Hitachi H-1500（加速電圧820kV）を用いて電顕観察を行いました。

[1-10]入射で得られた高分解能像（図1）では、それぞれ12s2型の原子配列パターンが観察できます。また、電子回折測定により全ての相(s=1-3)でb軸方向に2倍の周期を示す超格子反射が出現することが明らかになりました。図2(a)に[001]入射で得られたCoSr₂YCu₂O₇相の電子回折パターンを示します。この超格子反射はCoO₄四面体の回転の向きが異なる二種類のCoO₄-chain (L-chainおよびR-chain)の電荷貯蔵ブロック層内での交互配列によるものです。²⁾このCo-1212相では更にCoO₄-chainが層間方向にも秩序配列しており（図2(b)）、斜方晶P2cm (No.28)の対称性をもつ超構造モデルが得られました（図2(c)）。また対照的に、蛍石型ブロックをもち電荷貯蔵ブロック層間の距離が非常に長いCo-1222相およびCo-1232相では、層間方向にはCoO₄-chainの配列が無秩序であることが明らかになりました。Co-1232相について[1-20] 入射で得られた電子回折パターンと対応する高分解能像を図2(d)に示します。

二種類のCoO₄-chainの規則配列は全体の格子エネルギーが減少するように形成されます。層内のCoO₄-chain間距離は短く、その間の相互作用は強いため、全ての相(s=1-3)で層内における規則配列が形成されると考えられます。一方、層間方向のCoO₄-chain間距離は長く、その間の相互作用は弱いと推測されます。Co-1222相およびCo-1232相ではその相互作用が非常に弱く、層間方向の不規則配列をもたらしたと考えられます。