1998 Fiscal Year Annual Research Report
Zintl相より誘導される新規シリコンネットワーク構造と機能性
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10133238
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
山中 昭司 広島大学, 工学部, 教授 (90081314)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福岡 宏 広島大学, 工学部, 助手 (00284175)
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| Keywords | シリコン / クラスレート / Zintl相 / 超伝導 / ナノネットワーク |
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| Research Abstract |
シリコン単体だけ作られるネットワーク構造の種類は限られるが、アルカリおよびアルカリ土類金属、希土類金属とシリコンとのZintl相(電気陽性金属元素と比較的弱い電気陰性元素間のインターエレメント化合物)には、種々のアニオンクラスターや一次元、二次元シリコンネットワーク構造が含まれる。本研究では、シリコンZintl相の多様性に着目し、これを出発物質として、種々の興味ある機能性を有する新規なシリコンネットワークを誘導することを目的とする。本年度は下記の研究成果を得た。
1。 バリウムを内包するシリコンクラスレートの高圧合成
バリウムだけを内包する二元系シリコンクラスレート化合物は得られていなかった。本研究では、6面体加圧装置を用いて、Zintl相BaSi_2とSiを組成比に混合し、800℃、3GPaで処理することにより、Ba_8Si_<46>の合成に成功した。このクラスレートは8.0Kで超伝導体となった。
2。 層状シリコンネットワークの合成
Si(111)基板上にCa金属を蒸着し、反応させることにより、層状結晶CaSi_2をエピタキシャル成長させることに成功した。この結晶を用いて、層状ポリシランの薄膜合成を目指す。
3。 三元系シリコンクラスレートの高圧合成
Ba_8T_xSi_<46-x>(T=Ag,Au,Ni,Cu;0<x<6)固溶体の高圧合成を行い、バルク体を得ることに成功した。X<3ではすべて超伝導体となった。超伝導の臨界温度はx値の増加と共に減少する傾向が見られた。光反射スペクトルの測定により、x値の増大に伴い、フェルミ面での電子密度が低下することが明らかとなった。
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[Publications] S.L.Fang: "Raman Scattering from Vibrational Modes in Si_<46>-Clathrates" Phys.Rev.B.57. 7686-7693 (1998)
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[Publications] 山中昭司: "シリコンナノネットワークの構築と物性" 李刊フラーレン. 6・3. 130-144 (1998)
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[Publications] M.Yasukawa: "High Pressure Synthesis of Alkali Metal Doped C_<60> Polymers" Fullerene Sci.Tech. (in press).
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[Publications] S.Yamanaka: "Superconductivity at 25.5K in Electron-doped Layered Hafnium Nitride" Nature. 392. 580-582 (1998)
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[Publications] S.Yamanaka: "Preparation and Adsorption Properties of Microporous Manganese Titanate Pillared with Silica" Chem.Mater. 10. 1931-1936 (1998)
