2021 Fiscal Year Annual Research 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, シニア研究員 (50180740)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導 / コインターカレーション |
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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、遷移金属ダイカルコゲナイドMX_2の中から、共有結合性が強いpブロック金属を含むSnSe_2に着目し、高い超伝導転移温度T_cの新規超伝導物質創製を目指した。
結果として、常圧溶液反応法とソルボサーマル法により、Liと直鎖状モノアミンであるヘキシルアミン(HA）、オクチルアミン(OA)のコインターカレーションに成功した。得られた試料Li_1.0(HA)_ySnSe_2とLi_1.0(OA)_ySnSe_2それぞれでT_c ～ 6.0 KとT_c ～ 6.4 Kの新規超伝導を観測した。また、その他にも環状アミンであるピリジン(PD)、メチルピリジン(MPD)、ピラジン(PZ)のLiとのコインターカレーションを試み、Li_x(PD)_ySnSe_2 (T_c ～ 7 K)、Li_x(MPD)_ySnSe_2 (T_c ～ 6.5 K)、Li_x(PZ)_ySnSe_2 (T_c ～ 5.5 K)の新規超伝導体の合成に成功した。先行研究で報告された試料と比較すると、本研究で得られた試料の層間距離は長いが、 先行研究のT_cを超えることはできなかった。密度汎関数法(WIEN2k)を用いたバンド計算によって、層間距離を一定の長さまで伸長させていくと、それ以上伸長させても状態密度が上昇しないことが分かり、層間距離を伸長させてT_cを上昇させることはできない可能性が高いことが分かった。そのバンド計算によると、T_cの上昇には、層間距離の伸長よりもLi量によるキャリア濃度の適正化が重要であることが分かった。
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