2016 Fiscal Year Research-status Report
金属と有機分子のコインターカレーションによる物質創製と新規超伝導体の創出
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16K05429
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
野地 尚 東北大学, 工学研究科, 助教 (50180740)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導 / インターカレーション / FeSe超伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、層状超伝導体FeSeに対してコインターカレーション（共挿入）により、金属と有機分子を同時に挿入し、層間距離ｄを伸長させ、かつ高い超伝導転移温度Tcを有する新超伝導物質を合成することである。
現在まで、有機分子を直鎖であるエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンを用いてｄの長い物質合成に成功してきた。本研究においては、フェニル基を持つフェニルエチルアミンとアルカリ金属をコインターカレートした新しい物質Ax(C8H11N)yFe1-zSe (A=Li, Na)の合成に成功した。この物質は、Tc～40Kを有し、ｄはFeSe系超伝導体で最も長い物質である。ｄとTcの相関を、FeSe単層膜試料も含め種々の物質を比較しながら考察すると、ｄ≦ 0.9nmでは、物質の二次元性の増加と伴にTcは9Kから約40Kまで急激に上昇するが、ｄ≧ 0.9nmでは、ほぼ一定になることが分かった。
他方、遷移金属ダイカルコゲナイドTiSe2に対しても、金属と有機分子のコインターカレーションを試み、Tc = 4.2Kの超伝導体合成に成功した。金属のみ、または有機分子のみのインターカレーションによるTcと、共挿入した場合のTcをそれぞれ実験的に明らかにした。
Pdを含む層状物質Ta2PdSe6 に対して、コインターカレーションを試みTc=4.5Kを有する超伝導物質の合成に成功した。またこの物質は、金属によるキャリアドープは超伝導を阻害することが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
FeSe系超伝導物質でインターカレーションにより、層間長の長い物質を合成し、超伝導転移温度Tcを上昇させることを目的とした。今回、フェニルエチルアミンを用いたコインターカレーションで、この系最長の層間距離を有する物質の合成に成功した。そのため、層間距離とTcの相間を考える上で、大きく前進することができた。
遷移金属ダイカルコゲナイドに対しても、初めて金属と有機分子のコインターカレーションを試みて、新しい超伝導体を合成することに成功した。
Pdを含む層状物質Ta2PdSe6 に対して、コインターカレーションを試みTc=4.5Kを有する超伝導物質の合成に成功した。
以上の理由で、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最近、金属とアンモニアをコインターカレートしたFeSe系物質において、高圧を印加すると、高圧領域において高いTcが発見され注目を集めている。本研究で合成された、より層間長の長いコインターカレーション化合物の圧力効果には非常に興味がもたれることから、実験を行う。
FeSe単結晶に対するコインターカレーション効果の報告例は非常に少ないことから、単結晶を育成してコインターカレーション化合物を合成し、異方性等を測定することを試みる。
種々の遷移金属ダイカルコゲナイドに対して、コインターカレーションによる超伝導発現を試みる。
また、コインターカレーションをする目的で、遷移金属とカルコゲンを含む新規層状物質を合成する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度請求額と合わせ、平成29年度の物品費（消耗品費）として使用する予定である。
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