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14属元素で置換した充填スクッテルダイトおよびその関連化合物の高圧合成と物性評価

Research Project

Project/Area Number 16037212
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

福岡 宏  広島大学, 大学院工学研究科, 助手 (00284175)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥7,800,000)
Fiscal Year 2005: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
Keywordsゲルマニウム化合 / 高圧合成 / ゲルマニウム / スクッテルダイト / 重い電子系 / ゲルマニウム化合物 / セリウム化合物
Research Abstract

スクッテルダイトCoAs_3はCo_4As_<12>式量あたり96個の価電子を持つ。一方充填スクッテルダイトのうち、LaFe_4P_<12>などの3-8-15族系化合物の価電子数は95eで、9-15系非充填スクッテルダイトに比べて骨格電子数が1個少ない。一般に超伝導などの興味深い電子物性はその構造で安定な基本電子数を少しずらした時に発現することが多いが、これは基本電子数がその系におけるelectron preciseな状態を反映することが多いためといえる。本研究では、15族元素によって造られるスクッテルダイトの基本骨格を14族元素によって置換した新しい物質群の創生と、類似構造を持った新規関連化合物の高温高圧合成を目的とした。当初、対象を3-8-15族系化合物に限っていたため、置換反応はまったく進行しなかったが、系を3-9-15族の組み合わせとし、その結果余ってくる骨格電子を14族元素で補償するという物質設計にしたところ、LaRh_4Sb_9Ge_3、CeRh_4Sb_9Ge_3などの新しい置換型充填スクッテルダイトの合成に成功した。合成法の概要は以下にまとめる。これらの化合物の骨格電子数は96eである。上記のロジウム化合物は当研究者が知る限りで、骨格を14族元素がはっきりと(比率的に充分多く)置換した初めての充填スクッテルダイト化合物である。
これらの化合物の合成には高圧高温反応を利用した。各構成元素単体からの合成では希土類が反応前に酸化されて量論比が変化してしまうため、本研究者らが最近発見したLaGe_3,およびCeGe_3という定比化合物を出発化合物として使用することによって、良質な試料を得ることに成功した。同様の条件下で、Luの化合物の合成を試みたところ、充填スクッテルダイトは生成しなかったことから、希土類イオンの結晶額的サイズが、結晶の生成に影響を与えていることが示唆された。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2005 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] High-pressure Raman study of the Ba-doped silicon clathrate Ba24Si100 up to 27 GPa2005

    • Author(s)
      H.Shimizu
    • Journal Title

      Physical Review B 71

      Pages: 94108-94108

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structural, transport, and thermal properties of single crystalline type-VIII clathrate Ba8Ga16Sn302005

    • Author(s)
      Dexuan Huo
    • Journal Title

      Physical Review B 71

      Pages: 75113-75113

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] High-pressure synthesis and transport properties of a new binary germanide, SrGe6-d (d=0.5), with a cagelike structure2005

    • Author(s)
      H.Fukuoka, S.Yamanaka, E.Matsuoka, T.Takabatake
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry 44

      Pages: 1460-1465

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] High-pressure synthesis and properties of a cerium germanide CeGe_3 with the cubic Cu_3Au type structure2004

    • Author(s)
      H.Fukuoka, S.Yamanaka
    • Journal Title

      Chemistry Letters 33

      Pages: 1334-1335

    • NAID

      10013658636

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2018-03-28  

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