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2004 Fiscal Year Annual Research Report

重希土類で置換した新スクッテルド鉱型化合物の高圧合成と特異な物性

Research Project

Project/Area Number 14204032
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

城谷 一民  室蘭工業大学, 工学部, 教授 (90110692)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 関根 ちひろ  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (60261385)
李 哲虎  産業技術総合研究所, 電力エネルギー研究部門, 研究員 (80358358)
松平 和之  九州工業大学, 工学部, 助手 (40312342)
Keywords高圧合成 / スクッテルダイト化合物 / 新物質開発 / 電気的性質 / 磁気的性質 / 超伝導 / X線回折 / 中性子回折
Research Abstract

充填スクッテルダイト化合物は一般式MT_4X_<12>(M=希土類元素など、T=遷移金属元素、X=プニコゲン元素)で表され、異方的超伝導や四極子転移など強相関系特有の興味深い物性を示す。我々はすでに高圧合成法を用いて、軽希土類の充填スクッテルダイト化合物を系統的に合成し、物性を研究してきた。重希土類が入った充填スクッテルダイト化合物の研究はほとんど行われていない。我々は高圧合成法を用いて、重希土類の入る新スクッテルダイト化合物LnT_4P_<12>(Ln=heavy lanthanide; T=Fe,Ru,Os)の合成を試み、新物質開発に成功した。
Fe系のLnFe_4P_<12>(Ln=Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y)を系統的に高温、高圧下で合成し、これらの物性を研究した。ここで、Gd,Tb,Dy,Ho,Er化合物は強磁性、Lu,Y化合物は超伝導、Tm,Ybは常磁性で、価数揺動する可能性があることを見出した。Ru系では、LnRu_4P_<12>(Ln=Gd,Tb,Y)の3種類しか合成できていない。Gd,Tb化合物は反強磁性体になり、Fe系やOs系化合物とは異なる振舞いをした。TbRu_4P_<12>の中性子回折実験を行って磁気構造を調べ、反強磁性になることを確認したYRu_4P_<12>は9K付近で超伝導状態に転移した。Os系ではLnOs_4P_<12>(Ln=Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Y)の新スクッテルダイト化合物を合成した。Eu,Gd,Tbの化合物は強磁性、Smの化合物は反強磁性を示す。Dy,Ho化合物は常磁性で、Fe系化合物と異なっている。YT_4P_<12>(T=Fe,Ru,Os)は3つとも超伝導を示し、その超伝導転移温度(T_c)はすでに研究されているLaT_4P_<12>(T=Fe,Ru,Os)のT_cよりも高い。16個の新スクッテルダイト化合物を合成し、4つの新超伝導体を発見した。さらに、2成分系のスクッテルダイト化合物であるCoP_3やRhP_3に、希土類元素を高圧下でドープした新物質開発にも成功している。

  • Research Products

    (7 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Specific heat study on Sm-based filled skutterudite phosphides SmT_4P_<12> (T=Fe,Ru and Os)2005

    • Author(s)
      K.Matsuhira et al.
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      Pages: 1030-1035

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] High-pressure synthesis, electrical and magnetic properties of new filled skutterudites LnOs_4P_<12> (Ln=Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Y)2004

    • Author(s)
      K.Kihou et al.
    • Journal Title

      Material Research Bulletin 39

      Pages: 317-325

  • [Journal Article] Thermoelectric properties of Ce based filled skutteudite phosphides2004

    • Author(s)
      R.Giri et al.
    • Journal Title

      電気学会論文誌A 124

      Pages: 617-623

  • [Journal Article] X-ray study with synchrotron radiation for P- and Sb-based skutterudite compounds at high pressures2004

    • Author(s)
      I.Shirotani et al.
    • Journal Title

      J.Phys ; Condensed Matter 16

      Pages: 7853-7862

  • [Journal Article] Magnetic properties of TbRu_4P_<12> studied by neutron diffraction

    • Author(s)
      K.Kihou et al.
    • Journal Title

      Physica B (in press)

  • [Journal Article] Charge-density-wave ordering in the metal-insulator transition compound PrRu_4P_<12>

    • Author(s)
      C.H.Lee et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.B (in press)

  • [Book] 化学便覧(改訂5版)基礎編I、高圧実験用材料2004

    • Author(s)
      城谷 一民
    • Total Pages
      763-765
    • Publisher
      丸善
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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