• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2020 Fiscal Year Research-status Report

次元性とキャリア濃度を同時制御した新規カルコゲナイド系層間化合物の創製

Research Project

Project/Area Number 20K14418
Research InstitutionIchinoseki National College of Technology

Principal Investigator

佐藤 和輝  一関工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (80847286)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords超伝導材料 / インターカレーション / カルコゲナイド系層状物質 / 有機分子 / 新物質開発
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、種々の層状カルコゲナイド化合物に対し、金属と有機分子のコインターカレーション(共挿入)によるキャリア濃度と層間長の同時制御を試み、より高い超伝導転移温度Tcを持つ新物質の探索および新奇物性の開拓を進めている。令和2年度は、(1) 鉄系超伝導体FeSe、(2) type-Ⅱのワイル半金属MTe2 (M = Mo,W)を母体とし、試料合成および物性評価を行った。
(1) FeSeにリチウムと直鎖モノアミンをコインターカレートすることで、Fe-Fe層間長dが飛躍的に伸長した3種類の新規FeSe系層間化合物の合成に成功し、Tc = 42-43 Kを示すことを発見した。使用した有機分子は、ヘキシルアミン (C6H15N)、オクチルアミン (C8H19N)、オクタデシルアミン (C18H39N)である。dの最大値は、リチウムとオクタデシルアミンをコインターカレートした試料における55.7 Åであり、今までの最高値19.0 Åより大幅に伸長させることに成功した。しかしながら、FeSe系超伝導体の上限とされるTc ~ 45 Kを超えることはなかった。
(2) Type-Ⅱのワイル半金属である遷移金属ダイカルコゲナイド1T'-MoTe2およびTd-WTe2にリチウムとエチレンジアミン (C2H8N2)をコインターカレートすることに成功し、Tcがそれぞれ5.6 Kと3.8 Kであることを発見した。リチウムのみをインターカレートした試料も合成したが、いずれも2 K以上で超伝導転移は観測されなかった。したがって、キャリアドープだけでなく、有機分子の挿入によって層間長が伸長したことによる電子構造の2次元化が超伝導の発現に寄与していると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和2年度の研究計画通り、金属と有機分子をコインターカレートした新規カルコゲナイド系層間化合物の合成および試料の評価を行うことができた。現在までに、超伝導を示す5種類のカルコゲナイド系層間化合物を発見することができたので、本研究について「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度に得られた結果を基に、コインターカレートする金属と有機分子を多種多様に変化させて、カルコゲナイド系層間化合物におけるTcとキャリア濃度および結晶構造との相関についてさらに詳細に調査する。そして、母物質やインターカラントの違いによるコインターカレートの可否や超伝導化の成否を調べる。
共有結合性が強いSnX2 (X = S, Se)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、さらに新しい超伝導体の創製を目指す。

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。
余剰金は、令和3年度の物品費(消耗品費)として有効に使用する予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] New Lithium and Ethylenediamine Co-Intercalated Superconductors Lix(C2H8N2)yMoTe22021

    • Author(s)
      M. Ono, T. Noji, K. Sato, T. Kawamata, M. Kato
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 90 Pages: 044707~044707

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.044707

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] New Lithium- and Ethylenediamine-Intercalated Superconductors Lix(C2H8N2)yWTe22021

    • Author(s)
      M. Ono, T. Noji, M. Harada, K. Sato, T. Kawamata, M. Kato
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 90 Pages: 014706~014706

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.014706

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis of New Lithium- and Monoamine-Intercalated Superconductors Lix(CnH2n+3N)yFe1-zSe (n = 6,8,18) with the Dramatically Expanded Interlayer Spacing2020

    • Author(s)
      C. Sakamoto, T. Noji, K. Sato, T. Kawamata, M. Kato
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 89 Pages: 115002~115002

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.115002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 金属・有機分子コインターカレーションによる新規超伝導体 Lix(EDA)yWTe22020

    • Author(s)
      小野雅斗, 野地尚, 原田美森, 佐藤和輝, 川股隆行, 加藤雅恒
    • Organizer
      応用物理学会東北支部第75回学術講演会
  • [Presentation] New Lithium- and Ethylenediamine-Intercalated Superconductors Lix(C2H8N2)yWTe22020

    • Author(s)
      M. Ono, T. Noji, M. Harada, K. Sato, T. Kawamata, M. Kato
    • Organizer
      33rd International Symposium on Superconductivity (ISS2020)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi