2015 Fiscal Year Research-status Report
水熱反応による新しい超伝導ビスマス酸化物の探索と特性評価
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26420678
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
熊田 伸弘 山梨大学, 総合研究部, 教授 (90161702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 章 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10603201)
武井 貴弘 山梨大学, 総合研究部, 教授 (50324182)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水熱反応 / ビスマス酸化物 / 超伝導体 / 結晶構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水熱反応によって新しい超伝導ビスマス酸化物の探索を行い、以下の成果を得ることができた。
１，220℃での水熱反応ではTc=27Kの超伝導体であるダブルペロブスカイト型構造を持つ(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12を合成することができたが、反応温度を240℃にすることによってTc=31.4Kの超伝導体(K1.00)(Ba1.00)3(Bi0.89Na0.11)4O12が得られた。この化合物の結晶構造については放射光Ｘ線回折および中性子線回折を用いて精密化を行った結果、同じダブルペロブスカイト型構造を持つが、BサイトにNaが含まれていることがわかった。この結果についてはChem.Mater.誌に掲載された。
２，鉛を含むビスマス酸化物を出発物質に用いた場合にはTc=15Kの超伝導体である(Ba0.83K0.17)(Bi0.54Pb0.46)O3が合成された。この化合物は単純ペロブスカイト型構造を有していた。
３，酸化銅を水熱反応の出発物質に加えたところ新しい化合物であるLiCuBiO4を発見した。この化合物の結晶構造については放射光Ｘ線回折を用いて精密化を行った結果、銅の一次元鎖を持つ構造であることがわかった。この化合物は超伝導性を示さなかったが、低温で磁気転移を示すことがわかった。また、酸化ニッケルを出発物質に用いた場合にも同様の結晶構造を持つ化合物が合成されたので、その結晶構造の精密化および磁気特性について調査中である。
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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
水熱反応によってTc=31.4Kの新たな超伝導体である(K1.00)(Ba1.00)3(Bi0.89Na0.11)4O12を見出いし、その結晶構造およびその超伝導特性について詳細に調査した。また、超伝導性は示さなかったが、新しいビスマス酸化物であるLiCuBiO4を見出し、その結晶構造および磁気特性について明らかにすることができた。これまでに一連の研究により論文3報を発表し、さらに1報が投稿中であることから本研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに水熱反応による新しい超伝導ビスマス酸化物の探索により、３種類の超伝導体および２種類の新化合物を見出した。これまでの水熱反応ではアルカリ金属としてLi、NaおよびKを用いていたが、さらにRbおよびCsを用いた系に発展させることにより新しいビスマス酸化物の探索を行う。さらに希土類金属や遷移金属を含む系での物質探査を試みる。
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| Causes of Carryover |
放射光Ｘ線回折実験(SPring-8)での予算を検討していたが、SPring-8への実験申請が認められたので、残額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度の実験ではアルカリ金属としてRbおよびCsを用いる予定で、これらの金属を含む化合物は高価であるためその費用に充てる予定である。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Hydrothermal Synthesis, Crystal Structure, and Superconductivity of a Double-Perovskite Bi Oxide2016
Author(s)
Mirza H. K. Rubel, Takahiro Takei, Nobuhiro Kumada, M. Mozahar Ali, Akira Miura, Kiyoharu Tadanaga, Kengo Oka, Masaki Azuma, Masatomo Yashima, Kotaro Fujii, Eisuke Magome, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, James R. Hester, and Maxim Avdeev
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Journal Title
Chem. Mater.
Volume: 28
Pages: 459 465
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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