2009 Fiscal Year Annual Research Report
新しい層状超伝導体の創製(インターカレーションとイオン交換を駆使して)
| Project/Area Number |
21560006
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
野地 尚 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 助教 (50180740)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 洋二 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134038)
|
|---|
| Keywords | 鉄系超伝導体 / FeSe / 他元素置換 / インターカレーション |
|---|
| Research Abstract |
2008年、鉄を構成元素に含む層状物質である鉄系超伝導体が発見され、超伝導転移温度T_cも50Kを超えることから、世界中で、高温超伝導体発見以来の研究の高まりを見せている。鉄系超伝導体の中でも、ブロック層が無く、最も単純な構造を持つFeSe系超伝導体について、元素置換とインターカレーションという手法を用いて、T_cの向上を目指した。さらに、低温で磁気秩序(SDW)を示すFeTeの超伝導化を目指した。
Liインターカレーションは、ブロック層がないFeSe系超伝導体に対して有効なキャリアドーピングの手法である。本研究では、固相反応法で多結晶試料を作製し、電気化学法でLiのインターカレーションを試み、成功した。しかし、磁化率を測定したところ、T_cはインターカレーションの前後で変化しなかった。また、Fe_<1.09>Teの磁気転移温度T_<SDW>も変化しなかった。したがって、今回Liインターカレーションによって変化させたキャリア濃度の範囲では、超伝導特性も磁性も変化しないと結論した。T_cが変化しない理由は、キャリアドープによって状態密度が変化していないことが考えられる。したがって、この系はキャリアドーピングによる物性の変化が少ないと考えられる。
FeTeにおける低温での磁気秩序を消失させ超伝導を発現させる目的で、Feサイトの他元素置換をおこなった。固相反応法によりFe_<1.1-x>M_xTe(M=Ti,Cr,Mn,Ni,Cu,Zn)の試料を作製し、X線回折を測定した結果、M=Mn,Niのx≦0.1、M=Cuのx≦0.2で単相試料が得られたことがわかった。格子定数を見積もったところ、M=Mnの試料においては、格子定数の変化は見られなかったが、M=Ni,Cuの試料では、置換量xの増加に伴って、それぞれc軸長の減少と、a軸長の増加が見られた。電気抵抗率と磁化率を測定したところ、M=Ni,Cuの試料ではxの増加に伴ってT_<SDW>が減少していることがわかった。このことから、T_<SDW>が構造に敏感であるという知見が得られたが、超伝導化には至らなかった。
|
