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超高圧下における新充填スクッテルダイト化合物の物質開発

研究課題

研究課題/領域番号 15072201
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

城谷 一民  室蘭工業大学, 工学部, 教授 (90110692)

研究分担者 関根 ちひろ  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (60261385)
武田 圭生  室蘭工業大学, 工学部, 助手 (70352060)
分島 亮  北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (10292046)
松平 和之  九州工業大学, 工学部, 助手 (40312342)
李 哲虎  独立行政法人産業技術総合研究所, 研究員 (80358358)
研究期間 (年度) 2003 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
103,700千円 (直接経費: 103,700千円)
2005年度: 23,900千円 (直接経費: 23,900千円)
2004年度: 43,400千円 (直接経費: 43,400千円)
2003年度: 36,400千円 (直接経費: 36,400千円)
キーワードスクッテルダイト化合物 / 高圧合成 / 新物質開発 / 電気的性質 / 磁気的性質 / 超伝導 / 粉末X線回折 / 粉末X線解析
研究概要

充填スクッテルダイト化合物は組成により異方的超伝導、重い電子系的振舞、金属-絶縁体転移、多極子転移など様々な異常物性を示すことが知られている。この変化に富んだ物性はこの系の結晶構造の特異性、電子構造の特異性及び希土類4f電子の不安定性に起因していると考えられている。本研究では新充填スクッテルダイト化合物を高圧合成法により作成し、その基礎物性を評価することにより、この系に特有な異常物性を浮き彫りにさせ、新物質開発を通して物性物理学の新分野を開拓することを目的とする。本申請により購入した超高圧合成装置(室蘭工業大学、平成16年2月設置)を用いて、圧力範囲5〜20GPa、温度範囲600〜1600℃において新充填スクッテルダイト化合物の合成を行った。その結果、重希土類元素のHo,Er,Tm,Yb及びYを含む充填スクッテルダイト化合物の合成に成功した。重希土類元素を含む充填スクッテルダイト化合物の試料合成は極めて難しく、合成したバルク試料の一部分だけが単一相となる場合も少なくない、このような試料の微小領域の評価には本申請で購入した湾曲IP X線装置が不可欠であった。また、二元系のCoP_3、RhP_3に希土類元素を部分的に充填した系Ln_xCo_4P_<12>、Ln_xRh_4P_<12>(Ln=希土類元素)の合成も試みた。その結果、いくつかの試料の合成に成功し、超伝導など興味深い現象を見出した。La_xRh_4P_<12>はLaの充填率が100%に近い試料の合成に成功し、充填スクッテルダイト化合物で最も転移温度の高い超伝導体(T_c=18K)であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (11件) 図書 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Pressure effect for metal-insulator transition in filled skutterudite SmRu_4P_<12>2006

    • 著者名/発表者名
      A.Miyake et al.
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 408-412

      ページ: 238-240

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconductivity of new skutterudite compound La_xRh_4P_<12> prepared at high pressure2005

    • 著者名/発表者名
      I.Shirotani et al.
    • 雑誌名

      J.Phys. : Condens.Matter 17

      ページ: 7353-7357

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical and magnetic properties of new filled skutterudites LnFe_4P_<12> (Ln=Ho, Er, Tm and Yb) and YRu_4P_<12> with heavy lanthanide (including Y) prepared at high pressure2005

    • 著者名/発表者名
      I.Shirotani et al.
    • 雑誌名

      J.Phys. : Condensed Matter 17

      ページ: 4383-4391

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Expansion of Filled Skutterudite Compound SmRu_4P_<12>2005

    • 著者名/発表者名
      C.Sekine et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 3395-3396

    • NAID

      110002975268

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Metal-insulator transition in PrRu_4P_<12> and SmRu_4P_<12> investigated by optical spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      M.Matsunami et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

      ページ: 73105-73105

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Specific heat study on Sm-based filled skutterudite phosphides SmT_4P_<12>(T=Fe, Ru and Os)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuhira et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 1030-1035

    • NAID

      110001979485

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis, electrical and magnetic properties of new filled skutterudites LnOs_4P_<12>(Ln=Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Y)2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kihou et al.
    • 雑誌名

      Material Research Bulletin 39

      ページ: 317-325

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray study with synchrotron radiation for P- and Sb-based skutterudite compounds at high pressures2004

    • 著者名/発表者名
      I.Shirotani et al.
    • 雑誌名

      J.Phys ; Condensed Matter 16

      ページ: 7853-7862

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermoelectric properties of Ce based filled skutteudite phosphides,2004

    • 著者名/発表者名
      R.Giri et al.
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 124

      ページ: 617-623

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic properties of TbRu_4P_<12> studied by neutron diffraction

    • 著者名/発表者名
      K.Kihou et al.
    • 雑誌名

      Physica B, (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Charge-density-wave ordering in the metal-insulator transition compound PrRu_4P_<12>

    • 著者名/発表者名
      C.H.Lee et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B, (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 第5版実験化学講座23無機化合物、金属の化合物 II 「リン化物」、「ヒ化物」(日本化学会編)2005

    • 著者名/発表者名
      城谷 一民
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] I.Shirotani et al.: "Superconductivity of new filled skutterudite YFe_4P_<12> prepared at high pressure"J.Phys.Condens.Matter. 15. S2201-S2205 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] I.Shirotani et al.: "Systematic high-pressure synthesis of new filled skutterudites with heavy lanthanide, LnFe_4P_<12>(Ln=heavy lanthanide, including Y)"J.Solid State Chem.. 174. 32-34 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 関根ちひろ, 城谷一民: "スクッテルダイト化合物の高圧合成と物性"高圧力の科学と技術. 13. 176-182 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Giri et al.: "Magnetic properties of Sm-based filled skutteudite phosphides"Physica B Condensed Matter. 329-333. 458-459 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] C.H.Lee et al.: "Single Crystal growth of skutterudite CoP_3 under high pressure"J.Crystal Growth. 263. 353-362 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kihou et al.: "High-pressure synthesis, electrical and magnetic properties of new filled skutteudites LnOs_4P_<12> (Ln=Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Y)"Materials Research Bulletin. 39. 317-325 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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