三次元鉄ヒ化物超伝導体の創成

• 研究課題/領域番号: 15K17705
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 片山 尚幸 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50623758)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 鉄系超伝導 / 次元性 / 構造解析 / 112型 / 放射光Ｘ線 / 新構造 / 超伝導 / 鉄系 / 放射光X線 / 置換効果

研究成果の概要

鉄系超伝導体の新しい物質系開発を目指して物質探索を行った。従来の鉄系超伝導体は二次元構造が特徴だが、申請者が先行研究で発見した物質は鉄系超伝導体の特徴を色濃く持ちつつも三次元的なネットワーク構造を有する。対応する電子構造にも違いが現れると期待されることから、鉄系超伝導の謎を解く鍵となりうると期待し、物質・物性探索を行った。研究の結果、6-3-11-10系と名付けた三次元鉄ヒ化物が非バルクの超伝導転移を示すことを突き止めた。バルク性が現れない原因はドープ量に由来すると考えている。また、物質探索の過程で、申請者が開発した112型Ca1-xLaxFeAs2の2種の類縁物質を発見することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 1.Various Arsenic Network Structures in 112-Type Ca1-xLaxFe1-yPdyAs2 Revealed by Synchrotron X-ray Diffraction Experiments (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura, N. Katayama, Y. Yamada, Y. Sugiyama, K. Sugawara and H. Sawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 56 号: 5 ページ: 3033-3035
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b03115
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Colossal negative thermal expansion in reduced layered ruthenate (2017)
  • 著者名/発表者名: Koshi Takenaka, Yoshihiko Okamoto, Tsubasa Shinoda, Naoyuki Katayama, Yuki Sakai
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 14102-14102
  • DOI: 10.1038/ncomms14102
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2.Iron arsenides with three-dimensional FeAs layer networks: Can(n+1)/2(Fe1-xPtx)(2+3n)Ptn(n-1)/2As(n+1)(n+2)/2 (n = 2, 3) (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Katayama, S. Onari, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, and H. Sawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 39280-39280
  • DOI: 10.1038/srep39280
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synchrotron X-ray diffraction study of 112-type Ca1-xLaxFeAs2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Katayama, N; Sugawara, K; Nakano, A; Kitou, S; Sugiyama, Y; Kawaguchi, N; Ito, H; Higuchi, T; Fujii, T; Sawa, H
  • 雑誌名: Physica C 巻: 518 ページ: 10-13
  • DOI: 10.1016/j.physc.2015.04.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absence of Jahn-Teller transition in the hexagonal Ba3CuSb2O9 single crystal (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Katayama, Kenta Kimura, Yibo Han, Joji Nasu, Natalia Drichko, Yoshiki Nakanishi, Mario Halim,Yuki Ishiguro, Ryuta Satake, Eiji Nishibori, Masahito Yoshizawa, Takehito Nakano, Yasuo Nozue, Yusuke Wakabayashi, Sumio Ishihara, Masayuki Hagiwara, Hiroshi Sawa, and Satoru Nakatsuji
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 112 号: 30 ページ: 9305-9309
  • DOI: 10.1073/pnas.1508941112
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Various Arsenic Network Structures in 112-type Ca1-xLaxFe1-yPdyAs2 Revealed by Synchrotron X-ray Diffraction Experiments (2017)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Katayama
  • 学会等名: AnalytiX-2017
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク
  • 年月日: 2017-03-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多彩なヒ素ネットワーク構造を持つ112型鉄ヒ化物の構造物性研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸, 田村慎也, 山田悠人, 澤博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年春季大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 励起子絶縁体候補物質Ta2NiSe5への化学置換効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村慎也, 中埜彰俊, 片山尚幸, 澤博
  • 学会等名: 日本物理学会2016春季大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] エキシトニック絶縁体候補物質 Ta2NiSe5の高圧下放射光X線構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山尚幸
  • 学会等名: Workshop: CROSSroads of Users and J-PARC 第16回 「電子物性研究とその将来」
  • 発表場所: 東海市
  • 年月日: 2015-10-14
  • 招待講演
• [学会発表] Deveopment of novel iron arsenides with arsenic network structures: 112-type Ca1-xLaxFeAs2 and its related materials (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Katayama
  • 学会等名: EMN Qingdao Meeting
  • 発表場所: Qindao, China
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会 / 招待講演