| 研究課題/領域番号 |
12450353
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業化学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
山中 昭司 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90081314)
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| 研究分担者 |
福岡 宏 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00284175)
犬丸 啓 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80270891)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
16,200千円 (直接経費: 16,200千円)
2001年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
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| キーワード | 超伝導 / 層状窒化物 / 単結晶育成 / 高圧合成 / 異方性超伝導 / 窒化物薄膜 / 高温超伝導 / インターカレーション / 電子ドープ / NMR / 単結晶 |
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| 研究概要 |
1.層状窒化物β-MNCl(M=Zr, Hf)の層間にリチウムをインターカレーションすることにより、窒化物層に電子をドープできる。母結晶はバンドギャップ3-4eVの半導体であるが、インターカレーションにより、ZrNClではTc=14K、HfNClではTc=25.5Kの超伝導体となることを発見した。層間のリチウムには種々の極性溶媒がコインターカレーションされるため、層間を開いて、超伝導の異方性をさらに増大することができる。NMRおよびミュオンのスピン緩和測定から、この超伝導体の特徴として、(i)二次元異方性が強いエキゾチック超伝導体、(ii)フェルミ面付近でのキャリヤー密度は〜10^<21>/cm^3できわめて低い、(iii)^<15>N置換による同位体効果が殆ど観察されない、(iv)フォノンによる励起が低いことが明らかになっており、従来のBCS機構では理解できない特異な超伝導体であることを示した。
2.β-MNClは物性的に興味ある物質であるが、軟らかい層状物質であることから、単結晶の合成は困難と考えられていた。しかし、当研究者らは、塩化アンモニウムをフラックスとして、高圧合成することにより、〜1mmの単結晶の合成に成功した。β-MNX(M-Zr, Hf ; X-Cl, Br, I)全ての組み合わせについて、単結晶を合成し、精密な単結晶X線構造解析を行った。物性研究者への単結晶の提供も可能となった。
3.層状窒化物における高温超伝導体の発見に関連し、窒化物人工格子薄膜の合成を試みた。窒素ラジカル源を装備した電子ビーム蒸着装置およびレーザーアブレーション蒸着装置を用いている。レーザーアブレーションにより、MgO基板上にTiN薄膜をlayer-by-layerでエピタキシャル成長させることに成功した。Si(100)基板上に、Siとのミスフィットが大きいCrNがエピタキシャル成長することを明らかにした。CrNとNbNの積層膜合成の可能性についても研究を行った。
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