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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ミクロな分子とマクロな固体での反磁性超電流の関連性の解明と室温超伝導実現への応用

Research Project

Project/Area Number 23540482
Research InstitutionNagasaki Institute of Applied Science

Principal Investigator

加藤 貴  長崎総合科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10399214)

Keywords室温超伝導 / ベンゼン分子内クーパー対 / 分子性超伝導 / 分数電荷 / 状態密度 / 電子-フォノン相互作用 / 場の量子化 / ボース粒子
Research Abstract

1. 最近、ドイツ、ライプチヒ大で水中撹拌グラファイトの室温超伝導発現の兆候が報告された。この物質の室温超伝導発現は我々のグループにより2008年に理論予測されていた。また、この現象は、我々が2007以降、提案していたメカニズムで説明出来得るので、再検討した。その結果、この現象は我々が提唱した理論で説明出来る事を改めて示した。
2. 一分子内ベンゼン内でクーパー対発見の報告が、スイス、Paul Scherrer研究所、アメリカ、ウィスコンシン大からあった。この現象は、我々が2007以降、提案していたメカニズムで説明出来得るので、再検討した。
3. 昨年度に海外のグループによってnature scientific reportsで発表された超伝導物質、dibenzopentaceneの電子-フォノン相互作 用と超伝導性発現に関する理論的研究を行った。芳香族炭化水素における高温超伝導性の設計指針は、2002年に我々のグループによっ て提案されているが、nature scientific reportsではそのことを引用して、高温超伝導設計指針を提案している。これに対し、我々 は、注入電荷と電子-フォノン相互作用の強さとの関連性を考察することにより、2002年の指針より詳細な高温超伝導設計指針を提案 した。具体的には、閉殻電子構造に対し、注入電荷が分数(0.5~0.9)程度で、フェルミレベルにおける状態密度が非常に高くなり、そ れにより電子-フォノン相互作用が非常に強くなり、高温での超伝導性発現に繋がることを示した。
4. 電子-フォノン相互作用を場の量子論でどのように記述できるかを定式化した。2次課程の電子-フォノン相互作用では電子対生成に繋がりうることを新たな数式を誘導して説明した。 また一電子は必ずしもフェルミ粒子として振る舞うとは限らず、ボーズ粒子の性質も持つ事を説明した。

  • Research Products

    (19 results)

All 2014 2013

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity I: Electron-phonon interactions and their role in the conventional superconductivity2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      Volume: 執筆依頼され執筆中 Pages: 執筆依頼され執筆中

  • [Journal Article] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity II: Diamagnetic currents in microscopic atoms and molecules2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      Volume: 執筆依頼され執筆中 Pages: 執筆依頼され執筆中

  • [Journal Article] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity III: New guiding principle towards room-temperature superconductivity2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      Volume: 執筆依頼され執筆中 Pages: 執筆依頼され執筆中

  • [Journal Article] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity IV: Unified theory of supercurrents in the micro- and macro-scopic sized materials2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      Volume: 執筆依頼され執筆中 Pages: 執筆依頼され執筆中

  • [Journal Article] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity V: New interpretation of the electron-phonon interactions in solids2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      Volume: 執筆依頼され執筆中 Pages: 執筆依頼され執筆中

  • [Journal Article] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity VI: Unified theory of the normal metallic states and superconducting states in terms of Higgs mechanism2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      Volume: 執筆依頼され執筆中 Pages: 執筆依頼され執筆中

  • [Journal Article] The Formation of Cooper Pairs and Their Role in Nondissipative Diamagnetic Currents in the Micro- and Macro-Scopic Sized Graphene Materials; Towards High-Temperature Superconductivity2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Micro Nano Devices, Structure and Computing Systems (MNDSCS)

      Volume: 4-1 Pages: 3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibronic Interactions in Fractionally Charged Hydrocarbons2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 Pages: 17211-17224

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibronic Interactions and Possible High-Temperature Superconductivity in Aromatic Hydrocarbons; A Theoretical Study2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Nano Science & Technologies

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hypothetical Room-Temperature Superconductivity in Perfect Pure Diamonds2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Nano Science & Technologies

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New Interpretation of the role of electron-phonon interactions in electron pairing in superconductivity2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Journal Title

      Synth. Met.

      Volume: 181 Pages: 45-51

    • DOI

      http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379677913003512

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence for metallic states in potassium-intercalated picene film on graphite2013

    • Author(s)
      1. H. Okazaki, T. Jabuchi, T. Wakita, T. Kato, Y. Muraoka, T. Yokoya
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 88 Pages: 245414

    • DOI

      http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.88.245414

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The Formation of Cooper Pairs and Their Role in Nondissipative Diamagnetic Currents in the Micro- and Macro-Scopic Sized Graphene Materials; Towards High-Temperature Superconductivity2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Organizer
      Micro nano Devices, Structure and Computing Systems (MNDSCS) 2014
    • Place of Presentation
      Singapore, Singapore
    • Year and Date
      20140301-20140302
    • Invited
  • [Presentation] 物性物理学の最前線: 室温超伝導実現に向けて2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Organizer
      長崎総合科学大学公開講演会 2013
    • Place of Presentation
      原爆資料館ホール、長崎
    • Year and Date
      20131207-20131207
    • Invited
  • [Presentation] グラフェン等カーボン物質における反磁性環電流発現機構の解明:固体室温超伝導の実現に向けて2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Organizer
      第7回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京)
    • Year and Date
      20131201-20131202
  • [Presentation] 電子-フォノン相互作用とグラフェン型分子性結晶固体における超伝導に関する理論的研究2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Organizer
      第7回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京)
    • Year and Date
      20131201-20131202
  • [Presentation] Vibronic Interactions and Possible High-Temperature Superconductivity in Aromatic Hydrocarbons; A Theoretical Study2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Organizer
      Nano Science & Technologies 2013
    • Place of Presentation
      Xian, China
    • Year and Date
      20130926-20130928
    • Invited
  • [Presentation] Hypothetical Room-Temperature Superconductivity in Perfect Pure Diamonds2013

    • Author(s)
      T. Kato
    • Organizer
      Nano Science & Technologies 2013
    • Place of Presentation
      Xian, China
    • Year and Date
      20130926-20130928
    • Invited
  • [Book] セラミックス2014

    • Author(s)
      T. Kato
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      日本セラミックス協会

URL: 

Published: 2015-05-28  

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