2000 Fiscal Year Annual Research Report

層状窒化物高温超伝導体の合成と物性

Research Project

Project/Area Number	12450353
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	山中昭司広島大学, 工学部, 教授 (90081314)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	福岡宏広島大学, 工学部, 助手 (00284175) 犬丸啓広島大学, 工学部, 助教授 (80270891)
Keywords	高温超伝導 / 層状窒化物 / インターカレーション / 電子ドープ / NMR / 高圧合成 / 単結晶
Research Abstract	当研究者らは、層状窒化ハロゲン化物β-ZrNClの層間にアルカリ金属をインターカレーションして窒化物層に電子をドープすると、転移温度(Tc)約13Kで超電導を示すことを見い出し、ついで、同形のβ-HfNClにリチウムをインターカレーションすると、約25.5Kで超伝導体となることを見いだしている。これらの発見は、窒化物層が、酸化物高温超伝導体のCuO_2層と同様に、優れた超伝導マトリックスとなることが期待できることを示唆している。本研究では、これら一連の層状窒化物結晶およびその層間化合物を取り上げ、超伝導機構を構造化学的に究明すると共に、新しい窒化物高温超伝導体の可能性を検討する。本年度の研究成果の概要 1.β-MNX(M=Zr,Hf;X=Cl,Br,I)単結晶の合成と構造解析ハロゲン化アンモニウムを高温高圧下で融体として用いることにより、β-MNXの単結晶育成を試みた。β-HfNIを除いて、全ての単結晶の合成に成功し、単結晶構造解析を行った。構造解析の結果、層状構造にSmSIおよびYOF型の2種類のポリタイプが存在することを明らかにした。 2.最も高いTcを示すβ-HfNClについて、Naをインターカレーションし、溶媒のコインターカレーション効果を調べた。低温の電気伝導度および磁化率測定から、炭酸プロピレンのコインターカレーションにより、Tcが約2K上昇することを見出した。また、層間の拡大により磁化曲線は広い可逆領域を示し、磁束のピン留めが起こり難くなることを明らかにした。 3.超伝導体の磁気特性およびNMR測定超伝導体は強く1軸配向したペレットに成形できる。東京都立大学の真庭、藤研究グループと共同研究を行い、ペレットを用いてLi_x(THF)_yHfNCl超伝導体の磁気特性の異方性を測定した。ペレットは酸化銅系超伝導体と同様に、強い2次元異方性を示すが、キャリアー密度の低い特異な超伝導体であることを明らかにした。

Research Products
(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

[Publications] Y.J.Uemura: "μSR Studies of Intercalated HfNCl Superconductors"Physica B. 289-290. 389-392 (2000)
[Publications] S.Yamanaka: "High Pressure Synthesis of the Polymorph of Layer Structured Compounds MNX (M=Zr,Hf ; X=Cl,Br,I)"Inorg.Chem.. 39. 806-809 (2000)
[Publications] S.Yamanaka: "High-Tc superconductivity in Electron-Doped Layer Structured Nitrides"Annual Rev.Mater.Sci.. 30. 53-82 (2000)
[Publications] S.Shamoto: "Pressure Effect and Neutron Scattering Study on AxHfNCl (A ; Alkali Metals and Organic Molecules)"Physica C. 341-348. 747-748 (2000)
[Publications] S.Yamanaka: "Substitution and cointercalation effects on superconducting electron-doped layer structured metal nitride halides"Physica C. 341-348. 699-702 (2000)
[Publications] H.Tou: "NMR studies of layered superconductor Li_<0.48>(THF)_yHfNCl"Physica C. 341-348. 2139-2140 (2000)
[Publications] H.Tou: "Evidence for quasi-two-dimensional superconductivity in electron-doped Li_<0.48>(THF)_yHfNCl"Physical Review B. 63. 20508/1-4 (2001)
[Publications] H.Tou: "Magnetic properties of the layered superconductor Li_<0.48>(THF)_yHfNCl with Tc〜26K"J.Magn.Mater.. (in press). (2001)
[Publications] X.Chen: "High pressure synthesis and structural analysis of β-ZrNCl single crystals"J.Solid State Chem.. (in press). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

層状窒化物高温超伝導体の合成と物性

Principal Investigator

山中 昭司 広島大学, 工学部, 教授 (90081314)

Research Products

[Publications] Y.J.Uemura: "μSR Studies of Intercalated HfNCl Superconductors"Physica B. 289-290. 389-392 (2000)

[Publications] S.Yamanaka: "High Pressure Synthesis of the Polymorph of Layer Structured Compounds MNX (M=Zr,Hf ; X=Cl,Br,I)"Inorg.Chem.. 39. 806-809 (2000)

[Publications] S.Yamanaka: "High-Tc superconductivity in Electron-Doped Layer Structured Nitrides"Annual Rev.Mater.Sci.. 30. 53-82 (2000)

[Publications] S.Shamoto: "Pressure Effect and Neutron Scattering Study on AxHfNCl (A ; Alkali Metals and Organic Molecules)"Physica C. 341-348. 747-748 (2000)

[Publications] S.Yamanaka: "Substitution and cointercalation effects on superconducting electron-doped layer structured metal nitride halides"Physica C. 341-348. 699-702 (2000)

[Publications] H.Tou: "NMR studies of layered superconductor Li_<0.48>(THF)_yHfNCl"Physica C. 341-348. 2139-2140 (2000)

[Publications] H.Tou: "Evidence for quasi-two-dimensional superconductivity in electron-doped Li_<0.48>(THF)_yHfNCl"Physical Review B. 63. 20508/1-4 (2001)

[Publications] H.Tou: "Magnetic properties of the layered superconductor Li_<0.48>(THF)_yHfNCl with Tc〜26K"J.Magn.Mater.. (in press). (2001)

[Publications] X.Chen: "High pressure synthesis and structural analysis of β-ZrNCl single crystals"J.Solid State Chem.. (in press). (2001)

山中昭司広島大学, 工学部, 教授 (90081314)