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カーボンクラスレート超伝導体の高圧合成と特性評価

Research Project

Project/Area Number 04F04409
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionHiroshima University
Host Researcher 山中 昭司  広島大学, 大学院工学研究科, 教授
Foreign Research Fellow SANJEEVA Nagesh KINI  広島大学, 大学院工学研究科, 外国人特別研究員
SANJEEVA Negesh Kini  広島大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsカーボンクラスレート / 超高圧合成 / 超伝導体 / フラーレン
Research Abstract

【研究目的】
当研究者らは,高圧を用いてバリウムを内包するシリコンクラスレートBa_8Si_<46>の合成に成功し,臨界温度Tc=8.0Kの超伝導体となることを見出している。これはSi-sp^3三次元ネットワークで最初の超伝導体として注目される。最近の物性研究によって,この超伝導の機構はBCSによるフォノン-電子相互作用が支配的であることが明らかにされた。このことから推定して,同じカゴ状クラスレート構造が軽元素のカーボンで実現すれば,さらに強いフォノン-電子相互作用から,さらに高いTcを示す超伝導体の出現が期待できる。本研究は,このようなカーボンクラスレートの合成を目的とする。さらに,超高圧高温反応場の実現により,関連する軽元素系新規材料の開発,新規クラスレート化合物の開発を目指す。
【研究成果の概要】
1.カーボンクラスレート化合物の構造評価
昨年に引き続き,X線構造解析に適した面心立方格子の3次元ポリマーの超高圧合成と構造解析を行った。3次元ポリマーの合成には成功したが,どの試料も結晶性が悪く,構造解析には至らなかった。しかし,構造解析の精度を補填するために,第一原理計算ソフトDMol3を用いて,分子動力学計算を行い,構造を推定した。その結果,C_<60>分子は従来の[2+2]付加ではなく,[3+3]結合により連結する可能性が高いことを見いだした。
2.カーボンクラスレート化合物の物性測定
3次元ポリマーの電気伝導度およびマイクロビッカース硬度を測定した。
3.超高圧を用いる軽元素系クラスレート化合物の合成と物性に関して研究の総括
軽元素系クラスレート化合物の合成はできなかったが,新しい試みとして,C_<60>-Sn系の高圧反応を調べた。新規な化合物の発見には至らなかった。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2006 2005

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] An Attempt of Prepare Carbon Clathrate Compounds using High Pressure and High Temperature Conditions2006

    • Author(s)
      S.Yamanaka
    • Journal Title

      Physica B 38

      Pages: 59-62

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] フラーレンC_60の3次元化-炭素クラスレートの合成をめざして-2006

    • Author(s)
      山中昭司
    • Journal Title

      固体物理 41

      Pages: 407-413

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 3次元C_60ポリマーの高圧合成と構造・物性2006

    • Author(s)
      山中昭司
    • Journal Title

      高圧力の科学と技術 16

      Pages: 229-235

    • NAID

      10019280736

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron Conductive Three-Dimensional Polymer of Cuboidal C_<60>2006

    • Author(s)
      S.Yamanaka
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 96

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Attempt of Prepare Carbon Clathrate Compounds using High Pressure and High Temperature Conditions2006

    • Author(s)
      S.Yamanaka
    • Journal Title

      Physica B (印刷中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 結晶内部の"すきま"を利用する新物質・材料開発2005

    • Author(s)
      山中昭司
    • Journal Title

      未来材料 5(11)

      Pages: 38-43

    • NAID

      130006975059

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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