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平面四配位構造を有する遷移金属酸化物に着目した新超伝導体材料の探索

Research Project

Project/Area Number 12J02363
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

池田 愛  東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsトポタクティック還元 / 平面四配位構造 / 酸化物高温超伝導体 / 平面四配立構造 / ニッケル酸化物
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、前年度に引き続き、平面四配位LaNiO2の超伝導化の試みを継続した。自然界では非常に稀な+1価のNiの無機化合物であるLaNiO2は、+3価のNiイオンを含むペロブスカイトLaNiO3の低温トポタクティック還元でのみ辛うじて安定化することができる。合成の特殊さから、詳細な物性は明らかになっていない。高品質なLaNiO2作製のための鍵を明らかにすることが、LaNiO2の電子伝導を明らかにする上で重要となる。
これまで、我々はLaNiO2の導電性は、トポタクティック還元の前駆体であるペロブスカイトLaNiO3の結晶性および導電性に強く依存することを示してきた。今回、塗布熱分解法を用いて作製したRENiO3薄膜の逆格子空間マップ測定を行った。塗布膜は高い結晶性をもち、そのため、基板との格子不整合により薄膜中にエピタキシャル歪みが導入されていることが明らかになった。また、基板選択により面内圧縮性にも伸長性にもなることが確認された。
高品質なLaNiO3薄膜に対してMgH2、NaH還元を行い、その特性を比較した。NaH還元では、LaNiO2単相が得られるものの、そのX線回折パターンはブロードで、結晶性の低下が示唆される。還元時に、NaHは熱分解し、金属ナトリウムと水素ガスに解離する。ナトリウムの融点は210°Cと低いため、ナトリウム蒸気による強還元がLaNiO2を一部分解していると考えられる(NaH還元でのLaNiO2生成温度は~275°C)。MgH2還元では、還元が進行せずLaNiO2は得られなかった。MgH2粉末の熱脱離測定の結果、粉末の中に不純物として存在するMg(OH)2由来の酸素と水蒸気の急激な放出が確認された。LaNiO2が得られているCaH2、TiH2、NaHでは、酸素や水の大きな放出は確認されていない。これらの結果は、金属水素化物より放出された清浄な水素ガスによるトポタクティック還元が+1価のニッケル酸化物を安定化するのに鍵となることを示す。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Epitaxial strain effect in perovskite RENiO3 films (RE = La-Eu) prepared by metal organic decomposition2014

    • Author(s)
      Ai Ikeda, Takaaki Manabe, Michio Naito
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 505 Pages: 24-31

    • DOI

      10.1016/j.physc.2014.07.005

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Comparison of reduction agents in the synthesis of infinite-layer LaNiO2 films2014

    • Author(s)
      Ai Ikeda, Takaaki Manabe, Michio Naito
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 506 Pages: 83-86

    • DOI

      10.1016/j.physc.2014.09.002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Improved conductivity of infinite-layer LaNiO_2 thin films by metal organic decomposition2013

    • Author(s)
      Ai Ikeda, Takaaki Manabe, Michio Naito
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 495 Pages: 134-140

    • DOI

      10.1016/j.physc.2013.09.007

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] LaNiO3からLaNiO2へのトポタクティック変換におけるNi/La組成比依存性2015

    • Author(s)
      池田 愛、真鍋 高明、内藤 方夫
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] COMPARISON OF INFINITE-LAYER LaNiO2 FILMS PREPARED BY VARIOUS REDUCTION AGENTS2014

    • Author(s)
      Ai Ikeda, Takaaki Manabe, Michio Naito
    • Organizer
      27th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] MOD法により作製したペロブスカイトRENiO3薄膜のエピタキシャル歪み効果2014

    • Author(s)
      池田 愛、富樫 恵理、真鍋 高明、内藤 方夫
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 各種金属水素化物を用いた無限層構造LaNiO2薄膜合成の進展2014

    • Author(s)
      池田 愛、真鍋 高明、内藤 方夫
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 各種還元法により合成した無限層構造LaNiO_2薄膜の比較2014

    • Author(s)
      池田 愛
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2014-03-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Suppression of metal-insulator transition in PrNiO_3 by epitaxial strain2013

    • Author(s)
      池田 愛
    • Organizer
      26^<th>International symposium on superconductivity
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2013-11-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 無限層構造LaNiO_2作製に向けた高品位ペロブスカイトLaNiO_3薄膜の作製2013

    • Author(s)
      池田 愛
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府)
    • Year and Date
      2013-09-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 無限層構造LaNiO_2薄膜の金属的ふるまい2013

    • Author(s)
      池田 愛
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] lnfinite-layer LaNiO_2 ; metallic oxide with square-planar coordination2012

    • Author(s)
      池田 愛
    • Organizer
      25^<th> International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2012-12-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素還元及び酸素アニールによるT'-uLn_2CuO_4薄膜の合成2012

    • Author(s)
      池田 愛
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県)
    • Year and Date
      2012-09-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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