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有機分子インターカレーションによる新超伝導体の創製と超伝導発現機構の研究

Research Project

Project/Area Number 15J00940
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

畑田 武宏  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords超伝導 / インターカレーション / セレン化鉄 / 二次元層状物質 / 有機分子 / アルカリ金属
Outline of Annual Research Achievements

・今年度の研究目的
FeSeにCsとNH3をインターカレートしたCs0.4(NH3)yFeSeにおいて、圧力を印加するにつれd値とTcが減少することが報告された。7 GPaまでの圧力印加で、d値が0.81 nmから0.75 nmまで減少し、Tcは31 Kから14 Kまで減少している。しかし、圧力を20 GPaまで印加すると従来のFeSe系超伝導体とは異なる電子状態に変化し、Tc = 48 Kを持つ新たな超伝導相が出現することも報告されている。そこで、FeSeにLiとエチレンジアミン(EDA) C2H8N2をインターカレートしたFeSe系インターカレーション超伝導体Lix(C2H8N2)yFe2-zSe2へ圧力を印加し、Tcの圧力依存性を調べた。

・今年度の研究結果
Lix(C2H8N2)yFe2-zSe2へ静水圧を印加し、電気抵抗の温度依存性を測定した。圧力はダイヤモンドアンビルセルを用いて印加した。その結果、7 GPaまで圧力を印加してもTcは45 K近傍から変化しないことが分かった。また、Lix(C2H8N2)yFe2-zSe2のd値の収縮率が先行研究で報告されているCs0.4(NH3)yFeSeのd値の収縮率と同じだと仮定すると、圧力印加後のLix(C2H8N2)yFe2-zSe2のd値は、1.04 nmから0.96 nm程度に減少していると推察された。昨年度までの研究結果からFeSe系超伝導体は、d < 0.9 nmにおいてはd値の伸長に伴いTcは上昇し、d > 0.9 nmにおいてはd値によらずTcは一定になることがわかっている。Lix(C2H8N2)yFe2-zSe2とCs0.4(NH3)yFeSeのTcの圧力依存性はFeSe系超伝導体のTcとd値の関係を支持する結果となった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] New Alkali-Metal- and 2-Phenethylamine-Intercalated Superconductors Ax(C8H11N)yFe1-zSe (A = Li, Na) with the Largest Interlayer-Spacings and Tc ~ 40 K2016

    • Author(s)
      Takehiro Hatakeda, Takashi Noji, Kazuki Sato, Takayuki Kawamata, Masatsune Kato, and Yoji Koike
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 10 Pages: 103702-103702

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.103702

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Superconductivity and Intercalation State in the Lithium-Hexamethylenediamine-Intercalated Superconductor Lix(C6H16N2)yFe2-zSe2: Dependence on the Intercalation Temperature and Lithium Content2016

    • Author(s)
      Shohei Hosono, Takashi Noji, Takehiro Hatakeda, Takayuki Kawamata, Masatsune Kato, and Yoji Koike
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 10 Pages: 104701-104701

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.104701

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] New Superconducting Phase of Lix(C6H16N2)yFe2-zSe2 with Tc = 41 K Obtained through the Post-Annealing2016

    • Author(s)
      S. Hosono, T. Noji, T. Hatakeda, T. Kawamata, M. Kato, Y. Koike
    • Journal Title

      Jounal of the Physical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 1 Pages: 013702-013702

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.013702

    • NAID

      210000133787

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced superconducting transition temperature in hyper-interlayer-expanded FeSe despite the suppressed electronic nematic order and spin fluctuations2015

    • Author(s)
      M. M. Hrovat, P. Jeglic, M. Klanjsek, T. Hatakeda, T. Noji, Y. Tanabe, T. Urata, K. K. Huynh, Y. Koike, K. Tanigaki, and D. Arcon
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Issue: 9 Pages: 094513-094513

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.094513

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electrochemical Na-intercalation-induced high-temperature superconductivity in FeSe2015

    • Author(s)
      T. Kajita, T. Kawamata, T. Noji, T. Hatakeda, M. Kato, Y. Koike, and T.Itoh
    • Journal Title

      Physica C: Superconductivity and its application

      Volume: 519 Pages: 104-107

    • DOI

      10.1016/j.physc.2015.09.005

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis and Superconductivity of New FeSe-Based Intercalation Compounds Ax(C8H11N)yFe1-zSe (A = Li, Na) with the Largest Interlayer Spacings2016

    • Author(s)
      Takehiro Hatakeda, Takashi Noji, Kazuki Sato, Takayuki Kawamata, Masatsune Kato, and Yoji Koike
    • Organizer
      29th International Symposium on Superconductivity (ISS2016)
    • Place of Presentation
      Tokyo International Forum, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-12-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環状基を有するインターカレーション超伝導体 Ax(C8H11N)yFe1-zSe (A = Li, Na)の結晶構造とTcのキャリア濃度依存性2016

    • Author(s)
      畑田武宏, 野地尚, 佐藤和輝, 川股隆行, 加藤雅恒, 小池洋二
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(角間キャンパス、石川県)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属とフェニル基を有する有機分子のコインターカレーションによる新FeSe系超伝導体の合成2016

    • Author(s)
      畑田武宏, 野地尚, 細野祥平, 佐藤和輝, 川股隆行, 加藤雅恒, 小池洋二
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(泉キャンパス)(仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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