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銅酸化物におけるTc向上のための超伝導圧力相図の決定とその理論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04338
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 電子・電気材料工学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

竹下 直  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60292760)

研究分担者 黒木 和彦  大阪大学, 理学研究科, 教授 (10242091)
伊豫 彰  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (50356523)
山本 文子  芝浦工業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50398898)
美藤 正樹  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60315108)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード超伝導 / 高圧力 / 銅酸化物高温超伝導体 / 高温超伝導 / 銅酸化物 / 軸性圧力 / 高温超電導 / 圧力 / 超伝導材料・素子 / 強相関電子系
研究成果の概要

水銀系銅酸化物高温超伝導体を中心として、その超伝導転移温度Tcの圧力依存性に関して、試料のドーピング量、CuO2面の枚数など、従来の最も高いTcを持つ試料一点だけの結果ではなく、網羅的な結果を得ることができた。これによって、圧力下でのTcの上昇に関するメカニズムの理解や、更に高いTcを持つ可能性のある新物質の提案等を行うことができた。本研究では水銀系、Cu,C系、Tl系、頂点フッ素系などの物質も網羅的に実験を行い、上記のような知見をさらに深めることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在最も高い超伝導転移温度を持つ銅酸化物高温超伝導体は多くの場合圧力下で転移温度Tcが上昇する。これは超伝導体においては珍しいといってよい現象である。本研究は、このTcの上昇メカニズムの解明とさらに高いTcを持つ銅酸化物超伝導体の提案を目指すものである。最も高い転移温度TcをもつHg系を中心に、Tl系、Cu,C系、頂点フッ素系などを含めて、様々なドーピング量、CuO2面の数の違いなどをふくめた網羅的なTc圧力相図を完成させた。これによりさらに高いTcを持つであろう物質の提案も行った。Tcを高めることは超伝導技術の社会での利用に直結する重要な研究目的である。これに対して貢献することができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 11件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Higgs Mode in the d-Wave Superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+x Driven by an Intense Terahertz Pulse2018

    • 著者名/発表者名
      Katsumi Kota、Tsuji Naoto、Hamada Yuki I.、Matsunaga Ryusuke、Schneeloch John、Zhong Ruidan D.、Gu Genda D.、Aoki Hideo、Gallais Yann、Shimano Ryo
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 11 ページ: 117001-117001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.117001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interplay of Pomeranchuk instability and superconductivity in the two-dimensional repulsive Hubbard model2017

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Kitatani, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 7 ページ: 75109-75109

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.075109

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theory of light-induced resonances with collective Higgs and Leggett modes in multiband superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murotani, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 10 ページ: 104503-104503

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.104503

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Superconductivity of a Strontium Digermanide SrGe2?δ with ThSi2 Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Iyo Akira、Hase Izumi、Kawashima Kenji、Ishida Shigeyuki、Kito Hijiri、Takeshita Nao、Oka Kunihiko、Fujihisa Hiroshi、Gotoh Yoshito、Yoshida Yoshiyuki、Eisaki Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 14 ページ: 8590-8595

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b01446

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高温超伝導銅酸化物の高圧合成と高圧下物性2019

    • 著者名/発表者名
      山本文子
    • 学会等名
      つくば-柏-本郷 超伝導かけはしプロジェクト ワークショップ(2)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FLEX+DMFT approach for superconductivity in multi-band systems: A study on bilayer Hubbard model2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ogura and Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of superconductivity at homogeneous high pressure in Hg-based multilayer cuprates2018

    • 著者名/発表者名
      Nao TAKESHITA, Ayako YAMAMOTO, Akira IYO
    • 学会等名
      International Conference for Professionals & Young Scientists LOW TEMPERATURE PHYSICS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高圧合成で酸素を取り込む2018

    • 著者名/発表者名
      山本文子
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ 放射光物質構造科学の新展開
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of functional materials using high-pressure technique2018

    • 著者名/発表者名
      Ayako YAMAMOTO
    • 学会等名
      4th International Conference on Functional Materials Science 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Possible high-Tc superconductivity in Ruddlesden-Popper compounds due to coexisting wide and incipient-narrow bands originating from “hidden ladders”2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Possible High-Tc Superconductivity Originating from Wide- and Narrow bands; Study on 1D and 2D lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Kazin Matsumoto, Daisuke Ogura, and Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variational Monte-Carlo Study of the Bilayer Hubbard Model2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Kato and Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Possible high-Tc superconductivity in Ruddlesden-Popper compounds: Incipient narrow bands originating from “ hidden ladders ”2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ogura, Hideo Aoki, Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      APS March meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generality of high-Tc superconductivity originating from coexisting wide and2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ogura, Karin Matsumoto, Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      APS March meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] wide band とincipient narrow band 共存による高温超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      黒木和彦
    • 学会等名
      つくば-柏-本郷超伝導かけはしプロジェクト ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ワイドバンド・ナローバンド共存による超伝導増強:擬一次元格子と二次元格子の比較2018

    • 著者名/発表者名
      松本花梨, 小倉大典, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 頂点フッ素系銅酸化物高温超伝導体のTcの圧力効果2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木岬, 岡崎尚太, 伊豫彰, 竹下直
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 銅酸化物超伝導体におけるd-p 及びp-p 軌道間斥力由来の電荷揺らぎによる超伝導増強の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      井上智裕, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会第72 回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 銅酸化物における準粒子密度のIPT 及びCT-QMC をソルバーとするDMFT解析2017

    • 著者名/発表者名
      水野竜太, 越智正之, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会第72 回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Two-Particle Self-Consistent Analysis for the Electron-Hole Asymmetry of2017

    • 著者名/発表者名
      D. Ogura, K. Kuroki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleans, Louisiana
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between spin fluctuations and superconductivity in the threeband2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ogura, Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High temperature superconductivity originating from coexisting wide- and2017

    • 著者名/発表者名
      Karin Matsumoto, Daisuke Ogura, Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] DMFT study on the electron-hole asymmetry of the electron correlation2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Mizuno, Masayuki Ochi, Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-variable Variational Monte Carlo analysis on the potential for high Tc2017

    • 著者名/発表者名
      Daichi Kato, Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 擬一次元ワイドバンド・ナローバンド共存系における高温超伝導の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      松本花梨, 小倉大典, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ThSi2型構造の新物質SrGe2-δの高圧合成と超伝導2017

    • 著者名/発表者名
      伊豫 彰, 長谷 泉, 石田 茂之, 鬼頭 聖, 竹下 直, 岡 邦彦, 藤久 裕司, 後藤 義人, 永崎 洋, 吉田 良行, 川島 健司
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Superconductivity of a Strontium Digermanide SrGe2-δ with ThSi2 Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Iyo, Izumi Hase, Kenji Kawashima, Shigeyuki Ishida, Hijiri Kito, Nao Takeshita
    • 学会等名
      0th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Peculiar electronic structures for HTC superconductivity mediated by spin fluctuations2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroki
    • 学会等名
      International Workshop on Superconductivity and Related Functional Materials 2016
    • 発表場所
      NIMS, Tsukuba
    • 年月日
      2016-12-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cu,C系銅酸化物高温超伝導体のTcの圧力依存性II2016

    • 著者名/発表者名
      竹下直、伊豫彰
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] d-p 模型における反強磁性揺らぎと超伝導の相関関係に対する2 体自己無撞着法による解析2016

    • 著者名/発表者名
      小倉大典, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会2016 年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Two-Particle Self-Consistent Analysis for the Electron-Hole Asymmetry of2016

    • 著者名/発表者名
      D. Ogura, K. Kuroki
    • 学会等名
      20th International Conference on Ternary and Multinary Compounds
    • 発表場所
      Halle, Germany
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization of unconventional superconductivity through electron correlation designing2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroki
    • 学会等名
      International Symposium on New Horizons in Condensed Matter Physics
    • 発表場所
      University of Tokyo
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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