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硫化銅(CuS)にはSによって平面3配位されたCu-S面内位置と四面体型に配位された位置の二種類のCuサイトが存在する。他種金属(特に遷移金属)による選択的な置換がもしおこるならばCu-S二次元面を構造単位とした化合物が得られ、面内伝導の可能性も考えられる。本研究ではまずMとしてVを選びCu_<1-x>V_xS三元系でのそのような新化合物の探索を試みた。
1.粉末試料合成およびキャラクタリゼーション結果
MがVの場合に、石英真空封管中で各元素の直接反応をおこなったところ金属とイオウの反応性の違いにより低温でまずCuSが生成しこれとVが反応するため、立方晶CuVSが生成してしまう。また、あらかじめCuSおよびVSを合成したのちこの混合物を封管中で反応させる方法ではCuSの融点が約500℃と低くこの温度以上では溶融分解するためこの場合も反応温度をあまり上げられないことがわかった。現時点では新化合物は得られておらず母構造へ有効に他の金属を固溶させる方法を遷移金属の種類を変えるとともに固相法以外の方法についても現在検討中である。
2.物性測定結果
母体であるCuS自体は金属伝導をもつことを確認した。帯磁率もこれを反映して概ね10^<-7>emu/gのオーダーのパウリ常磁性を示すが、低温にキュリー項による増大を示す。このキュリー項の絶対値はCu/S比を厳密に制御しても試料依存を示しこの原因については今のところ不明である。
化学輸送法(気相成長法)のための6ゾーン分割炉の自作は完了しており、有望な物質が得られ次第、単結晶合成を試みたい。
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