2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K05241
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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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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導 / インターカレーション / ソルボサーマル法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、キャリアと次元性を同時に制御できるコインターカレーション（共挿入）を、大気圧溶液反応法と高圧高温であるソルボサーマル法を用いて、種々の層状物質に施し、新規超伝導体を合成するものである。本年度は、母体をSnSe2とFeSeとし以下の成果を得た。
1. 共有結合性が強いｐブロック金属を含むSnSe2に着目し、リチウムLiと有機分子のコインターカレーションを試みた結果、Liとヘキシルアミン（HA, C6H15N）、 Liとエチレンジアミン（EDA, C2H8N2）がコインターカレートされたLix(HA)ySnSe2とLix(EDA)ySnSe2の合成に成功し、超伝導転移温度Tcが、それぞれ7.2Kと8.1Kであることを確認した。WIEN2kでバンド計算を行いフェルミ面の状態密度D(EF)を求め、同じ結晶構造を持つｄブロック金属MoSe2と比較検討した。母体をSnSe2にしたコインターカレーション物質のD(EF)は、MoSe2に比較すると小さいがTcが8.1Kと高くなったことから、共有結合性の強さがTcに寄与していると考えられる。
2. 母体FeSeにLiと３種類のモノアミンをコインターカレーションすることで、Fe-Fe層間距離ｄが飛躍的に伸長した新規超伝導体の合成を目指した。使用した有機分子はそれぞれヘキルアミン(HA)、オクチルアミン(OA)、オクタデシルアミン(ODA)であり、これらのモノアミンがコインターカレーションされると、FeSeの層間に2分子が垂直に挿入されることが分かった。ｄの最大値は、Lix(ODA)yFeSeにおいて44.6Åとなり、今までの最高値19.04Åより大幅に伸長させることに成功したが、FeSe系超伝導体の上限とされるTc～45Kを超えることはなかった。
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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
本研究は、溶液反応法やソルボサーマル法を駆使して、インターカレーションによる新超伝導物質を合成するものである。
今年度は、SnSe2にLiと有機分子であるヘキシルアミンまたはエチレンジアミンをコインターカレート（共挿入）した新超伝導物質Lix(C6H15N)ySnSe2とLix(C2H8N2)ySnSe2の合成に成功し、それぞれのTcが7.2Kと8.1Kであることを確認した。このTcは、一般にMX2型と呼ばれる遷移金属ダイカルコゲナイドにおいてほぼ最高値である。
他方、ソルボサーマル法を用いてFeSeにモノアミンをコインターカレートすることにより、層間長を飛躍的に伸長することに成功した。
以上の進捗状況により、おおむね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
共有結合性が強いSnX2 (X=S, Se)を母体とし、ソルボサーマル法を用いて新規超伝導体の合成を目指す。
他方、ワイル半金属にインターカレーションでキャリアを供給し超伝導を発現させることも考えている。
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| Causes of Carryover |
（理由）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より発生した未使用額である。
（使用計画）令和2年度請求額と合わせて、令和2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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