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C60をベースとした多元複合化合物の開発

研究課題

研究課題/領域番号 08454095
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

岩佐 義宏 (岩佐 義広)  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (20184864)

研究分担者 三谷 忠興 (三谷 洋興)  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (50010939)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワードfullerene polymers / carbon allotrope / energeteis / fullerene superconductors / band filling control / highly doped fulleride / ammoniated fulleride / antiferromagnetic state / Fullerenes / multi-element system / superconductivity / metal-insulator transition / antiferromagnetism / フラーレン複合化合物 / フラーレンポリマー / 金属一絶縁体転移 / 超伝導体
研究概要

炭素で出来た球殻状クラスター、フラーレンをベースに新しい物性、機能性を探索するため、新物質の開発と物性評価を行い以下の成果を得た。
1. フラーレンポリマー
高圧合成法によってC60二量体の合成に成功した。これによって、高圧合成法が、二量体から1次元ポリマー、2次元ポリマーなどを選択的に合成できる優れた方法であることが明らかになった。合成されたこれらのボリマーは加熱によってモノマーC60に戻るが、この反応の熱分析を行った。それによって、すべての重合体はモノマーC60よりも安定であること、さらにこれらの重合体間のエネルギー差は0.01eV/atom程度しかないことを明らかにした。炭素のみから出来たフラーレン重合体が非常に狭いエネルギー範囲の中で多くの多型を有することは極めて特徴的で、sp2/sp3結合のフレキシビリティーの高さを顕著に表している。
2. C60多元複合化合物の研究
2-1: NH3K3C60における反強磁性序化
超伝導-絶縁体転移はフラーレンに限らないらない極めて普遍的かつ基本的な重要問題である。この問題はフラーレン系についても現れ、超伝導体K3C60にアンモニアをドープしただけで超伝導が失われる。このNH3K3C60の性質を系統的に研究し、NH3K3C60の低温相が反強磁性絶縁体であることを明らかにした。この結果は、フラーレン化合物において電子相関効果が重要な役割をしていることを初めて示す結果である。
2-2: 超伝導体(NH3)xNaA2C60(0.5<x<1,A=K,Rb)の高圧効果
昨年度合成されたアンモニアを含んだ上記の超伝導体が、異常な臨界温度と格子定数の関係を示すことから、本系がフラーレン超伝導のメカニズムを明らかにするための手がかりを与えると期待される。本年度は、この超伝導体の高圧効果を系統的に研究し、本系の超伝導が単純に分子間距離でスケールされないことを明らかにした。
2-3: 超伝導体K3Ba3C60、K2Ba4C60の発見
新しい分子価数での超伝導体の探索研究を行い、-9価の価数をもつ超伝導体K3Ba3C60、さらに続いて-10価の価数をもつ超伝導体K2Ba4C60を発見した。これらの結果から、高度にドープされたフラーレン化合物の超伝導には、分子価数にいして強い制限がないことが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (39件)

  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Structural and spectroscopic properties of pressure-induced C_<70>polymers" Applied Physics. A64. 251-256 (1997)

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  • [文献書誌] K.Kamaras et al.: "Infrared spectra of one-and two-dimensinal fallerene polymerstructures" Physical Review. B55. 10999-11002 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Structure and superconductivity in alkali-ammonia complex fullerides" J.Phys.Chem.Solids. 58. 1697-1705 (1997)

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  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Superconductivity and normal state properties of nonavalent fullerider" Physical Review. B57. 13395-13398 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "High yield selective synthesis of C_<60> dimers" Chem.Comm.1998. 1411-1412 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Energetics of Polymerized fullerites" Physical Review. B58. 16374-16377 (1998)

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  • [文献書誌] H.Shimoda, Y.Iwasa, Y.Miyamoto, Y.Maniwa, and T.Mitani: "Superconductivity in fee fullerides containig off-centered octahedral cations." Phys.Rev.B54. R15653-15656 (1996)

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  • [文献書誌] H.Shimoda, Y.Iwasa, Y.Miyamoto, Y.Maniwa, and T.Mitani: "Superconductivity in alkali-ammonia complex fullerides." Mol.Cryst.Liq.Cryst.285. 181-186 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Maniwa, D.Sugiura, K.Kume, K.Kikuchi, Y.Iwasa, et al.: "Determination of 13C NMR isotropic Knight shift and deviation from BCS relation in A3C60 superconductors." Phys.Rev.B54. R6861-R6864 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morii, C.Fujikawa, H.Kitagawa, T.Suzuki, Y.Iwasa, et al.: "Electronic properties of fullerenes." Mol.Cryst.Liq.Cryst.296. 357-364 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Ahn, T.Suzuki, Y.Iwasa, and T.Mitani: "Photoluminescence of C60 aggregates in solution." J.of Luminescence. 72-74. 464-466 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, T.Furudate, T.Fukawa, T.Ozaki, T.Mitani, T.Yagi, and T.Arima: "Structural and spectroscopic properties of pressure-induced C70 polymers." Applied Physics. A64. 251-256 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shimoda, Y.Iwasa, and T.Mitani: "Synthesis and superconductivity of (NH3) xK3C60." Synth. Metals. 85. 1593-1594 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, H.Hayashi, T.Furudate, M.Kawaguchi, and T.Mitani: "Superconductivity in potassium intercalated Ba3C60." Synth.Metals. 86. 2309-2310 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kamaras, Y.Iwasa, and L.Forro: "Infrared spectra of one-and two-dimensional fullerene polymer structures : RbC60 and rhombohedral C60." Phys.Rev.B55. 10999-11002 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, H.Shimoda, Y.Miyamoto, et al.: "Structure and superconductivity in alkali-ammonia complex fullerides." J.Phys.Chem.Solids. 58. 1697-1705 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Prassides, K.Tanigaki, and Y.Iwasa: "Current issues in fullerene superconductivity." Physica C. 282-287. 307-310 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kubozono, T.Nakai, T.Urakawa, Y.Yoshida, et al.: "XAFS study of bee fullerene compounds, Rb6C60, Ba6C60, and K3Ba3C60." Physica C. 288. 21-27 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, H.Shimoda, T.Takenobu, et al.: "Superconductivity of fullerides with tunable crystal structure and band filling." Rev.High Pressure Sci.Technol.7. 394-398 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, M.Kawaguchi, H.Iwasaki, T.Mitani, N.Wada, and T.Hasegawa: "Superconductivity and normal state properties of nonavalent fullerides." Phys.Rev.B57. 13395-13398 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, K.Tanoue, A.Izuoka, T.Sugawara, and T.Yagi: "High yield selective synthesis of C60 dimers." Chem.Comm.1411-1412 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ozaki, Y.Iwasa, and T.Mitani: "Elementary processes in pressure-induced polymerization of C60." Chem.Phys.Lett.285. 289-293 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Maniwa, N.Muroga, N.Sato, H.Tou, H.Shimoda, Y.Iwasa, et al.: "13C NMR and static magnetic susceptibility in C60 superconductors : Possible influence of Kondo impurity." Phys.Rev.B58. 11603-11606 (1998)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Iwasa, T.Tanoue, T.Mitani, and T.Yagi: "Energetics of polymerized fullerites." Phys.Rev.B58. 16374-16377 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takabayashi, Y.Kubozono, S.Kashino, Y.Iwasa, et al.: "Preparation of NaC60 and its physical properties revealed by differential scanning calorimetry, 23Na-NMR,and ESR." Chem.Phys.Lett.289. 193 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.S.Ahn, K.Suzuki, Y.Iwasa, N.Otsuka, and T.Mitani: "Photoluminescence of confined excitons in nanoscale C60 clusters." J.Luminescence. 76 & 77. 201-205 (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kubozono, S.Fujiki, K.Hiraoka, T.Urakawa, Y.Iwasa, et al.: "Raman studyof Cs3C60 under ambient pressure." Chem.Phys.Lett.298. 335-340 (1998)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morii et al.: "Electronic Properties of Fullerenes" Mol.Cryst.Liq.Cryst.296. 357-364 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.S.Ahn et al.: "Photoluminescence of C_<60> Aggregates in Solution" J.of Luminescence. 72-74. 464-466 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Structural and Spectroscopic Properties of Pressure-Induced C_<70> Polymer." Applied Physics. A64. 251-256 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimoda et al.: "Synthesis and Superconductivity of(NH_3)_xK_3C_<60>" Synthetic Metals. 85. 1593-1594 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kamaras et al.: "Intrared Spectra of one-and two-Dimensional Polymer Stractures" Physical Review. B55. 10999-11002 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Structure and Superconductivity in Alkali-Ammonia Complex Fullerides" J.Phys.Chem.Solids. 58. 1697-1705 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Metal-Insulator Transition in ammoniated K_3C_<60>" Physical Review. B53. R8836-R8839 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Superconductivity in K_3Ba_3C_<60>" Physical Review. B54. 14960-14962 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimoda et al.: "Superconductivity in fcc fullerides containing offcentered octahedral cations." Physical Review. B54. R15653-R15653 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maniwa et al.: "Determination of ^<13>C NMR isotropic Knight shift and deviation from BCS relations in A_3C_<60>." Physical Review. B54. R6861-R6864 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimoda et al.: "Superconductivity of alkali-ammonia complex bullerides" Mol. Cryst. Lig. Cryst.285. 181-186 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Iwasa et al.: "Superconductioity in multinary complex fullerides" Fullerenes,ed. by K.M.Kadish and R.S.Ruoff. Vol.3. 1054-1062 (1996)

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      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2020-05-15  

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