低次元スピン系の熱伝導率(第53回物性若手夏の学校(2008年度),講義ノート)

Abstract

銅や銀など電子伝導が良好な固体が、一般に熱伝導性にも優れているのは、良伝導体では、格子の振動(フォノン)のほかに電子の液体(フェルミ液体)が優れた熱伝導媒体になっているからである。フェルミ液体では、多くの電子状態が縮退しているためにエントロピーが大きく、かつ良好な電子伝導性のために拡散しやすいとミクロに理解することができる。低次元磁性体でも、量子ゆらぎが大きいために低温でも秩序状態に転移しない"スピンの量子液体"状態をとることがある。そのときには電子液体と同様の機構によって、熱伝導率がかなり大きくなることが、最近の実験によってわかってきた。本テキストでは、銅原子に局在したS=1/2のスピンが一次元的に配列したCuGeO_3におけるスピンの熱伝導率を測定した実験について解説する。合わせて、熱伝導率測定が物性研究に役立てられた例として、銅酸化物超伝導体における準粒子の熱伝導についても紹介する。