イオン交換法による新機能性層状酸化物の創製とキャリア制御による新展開

• 研究課題/領域番号: 19560005
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 野地 尚 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50180740)
• 研究分担者: 小池 洋二 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134038)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 超伝導 / イオン交換 / 層状酸化物 / イオン交換法

研究概要

本研究の目的は、層状酸化物に「遷移金属-アニオン」格子をイオン交換で挿入し、準安定物質を合成する。そして、キャリアを導入することで超伝導化を目指すものである。準安定物質とは、イオン交換のようなソフト化学的手法でのみ得ることが出来るものであり、本研究においては、(MX)Sr_2Nb_3O_<10> (MX=CuCl, FeCl, CoCl, MnCl, PdCl, SrBr, CuBr, FeBr)の合成に成功した。それらの物質に対し、水素中でアニールしてClを欠損させる手法や、Liインターカレーションによって電子キャリアを注入した。これにより、絶縁体から良導体に変化させることには成功したが、未だT=2K以上での超伝導転移は確認できていない。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid low-temperature synthesis of superconducting (Ba,Rb)BiO_3 using molten RbOH. (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kato, S. Shitara, T. Minakawa, T. Noji, Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal-conductivity study on the electronic state in the overdoped regime of La_<2-x>Sr_xCuO_4 : Phase separation and anomaly at x=0.21 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Adachi, S.M. Haidar, T. Kawamata, N. Sugawara, N. Kaneko, M. Uesaka, H. Sato, Y. Tanabe, T. Noji, N. Kudo, N. Kobayashi and Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid Low-Temperature Synthesis of Superconducting (Ba, K)BiO_3 Using Molten KOH (2009)
  • 著者名/発表者名: Masatsune Kato, Seigo Shitara, Ken-ichi Nemoto, Takefumi Minakawa, Takashi Noji, Yoji Koike
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhomogeneous superconducting state in the overdoped regime of La_<2-x>Sr_xCuO_4 : Comparison with the superconducting state of NbSe_2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanabe, T. Adachi, K. Omori, H. Sato, T. Noji, T. Sasaki, N. Kobayashi, Y. Koike
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 ページ: 3217-3220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature synthesis of (Ba, K, Rb)BiO_3 using molten hydroxides (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Minakawa, M. Kato, T. Noji, Y. Koike
  • 雑誌名: Physica C 468 ページ: 1132-1134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for new superconductores by the Li-intercalation into layered perovskites of the Aurivillius phase (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Tezuka, M. Kato,T. Kajita, T. Noji, Y. Koike
  • 雑誌名: Physica C 468 ページ: 1152-1154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhomogeneous superconductivity in both underdoped and overdoped regimes of high-Tc cuprates (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Koike, T. Adachi, Y. Tanabe, K. Omori, T. Noji and H. Sato
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for Ballistic Thermal Conduction in the One-Dimensional s=1/2 Heisenberg Antiferromagnetic Spin System Sr_2CuO_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kawamata, Nobuo Takahashi, Tadashi Adachi, Takashi Noji, Kazutaka Kudo, Norio Kobayashi, Yoji Koike
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 77
  • NAID: 110006633481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of oxide superconductors by soft-chemical techniques (2008)
  • 著者名/発表者名: Masatsune Kato, Yoshinori Imai, Tetsuya Kajita, Yuichiro Takarabe, Takefumi Minakawa, Ken-ichi Nemoto, Hiroto Tezuka, Takashi Noji, Yoji Koike
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering B 148 ページ: 53-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical properties of layered perovskite-type palladium oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ayukawa, M. Kato, T. Noji, Y. Koike
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering B 148 ページ: 65-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of oxide superconductor by soft-chemical techniques (2008)
  • 著者名/発表者名: Masatsune Kato
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering 148 ページ: 53-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic-Field-Induced Enhancement of the Vortex Pinning in the Overdoped Regime of La_<2-x>Sr_xCuO_4 : Relation to the Microscopic Phase Separation (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Tanabe, Tadashi Adachi, Keisuke Omori, Hidetaka Sato, Takashi Noji, Yoji Koike
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 76
  • NAID: 110006530726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature Synthesis of La_2CuO_4 with T'-Structure from Molten Hydroxides (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Imai, Masatsune Kato, Yuichiro Takarabe, Takashi Noji and Yoji Koike
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 19 ページ: 3584-3585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature synthesis of (La, Sm)_2CuO_4 with T'-structure from molten hydroxides (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Imai, Masatsune Kato, Yuichiro Takarabe, Takashi Noji, Yoji Koike
  • 雑誌名: Physica C 460-462 ページ: 395-396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successive superconducting transitions in Ta_2S_2C studied by electrical resistivity and nonlinear ac magnetic susceptibility (2007)
  • 著者名/発表者名: Masatsugu Suzuki, Itsuko S. Suzuki, Takashi Noji, Yoji Koike, Jurgen Walter
  • 雑誌名: Physical Review B 75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for new superconductores by the Li-intercalation into layered perovskites of the Aurivillius phase
  • 著者名/発表者名: Hiroto Tezuka
  • 雑誌名: Physica C 468 ページ: 1152-1154
• [学会発表] ペロブスカイト型水素化合物CaPdH_<3-δ>の電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鮎川晋也、加藤雅恒、池田一貴、野地尚、折茂慎一、小池洋二
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] 還元剤CaH_2を用いた無限層化合物LaNiO_2の低温合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高松智寿、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] ペロブスカイト型水素化物CaPdH_<3-δ>の電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鮎川晋也、池田一貴、加藤雅恒、野地尚、折茂慎一、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] FeSe_<1-x>Te_xのLiインターカレーション効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部晴幾、野地尚、加藤雅恒、手塚寛人、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 還元剤CaH_2を用いた無限層化合物LaNiO_2の低温合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高松智寿、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 野田
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] ペロブスカイト型水素化合物CaPdH_<3-δ>の合成と物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鮎川晋也、加藤雅恒、野地尚、小池洋二、池田一貴、折茂慎一
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 野田
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 非超伝導ペロブスカイト型水素化合物CaPdH_<3-δ>の合成と電子物性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤雅恒、鮎川晋也、池田一貴、野地尚、折茂慎一、小池洋二
  • 学会等名: 科研費特定領域「異常量子物質の創製-新しい物理を生む新物質-」成果報告会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-01-07
• [学会発表] 無限層構造3d遷移金属酸化物の合成と水素導入による新超伝導物質の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高松智寿、 鮎川晋也、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第63回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 非超伝導ペロブスカイト型水素化物CaPdH_<3-δ>の合成と電子物性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鮎川晋也、池田一貴、加藤雅恒、野地尚、折茂慎一、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第63回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] 層状遷移金属酸化物への電気化学的Liインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 手塚寛人、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第63回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] ソフト化学法を用いて化学修飾したスピネル型超伝導体LiTi_2O_4の超伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱田翔太、手塚寛人、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第63回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-12-04
• [学会発表] Inhomogeneity of superconductivity in single-layer high-Tc cuprates studied by magnetic susceptibility and specific heat (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Adachi, Y. Tanabe, K. Omori, H. Sato, T. Noji, Y. Koike
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) & the 7th Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] Rapid Low-Temperature Synthesis of Superconducting (Ba, A)BiO_3 (A=K, Rb) using Molten AOH (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kato, S. Shitara, T. Noji, Y. Koike
  • 学会等名: The 2^<nd> International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) & the 7^<th> Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤雅恒、設楽誓吾、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 磁化率と比熱から見た銅酸化物高温超伝導体の不均一な超伝導状態 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小池洋二、足立匡、田邊洋一、福永泰、大森圭祐、佐藤秀孝、野地尚
  • 学会等名: 2008年秋季 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井
  • 年月日: 2008-09-05
• [学会発表] RbOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, Rb)BiO_3の低温短時間合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 設楽誓吾、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 2008年秋季 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 春日井
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Rapid and Low-Temperature Synthesis of Superconducting (Ba, Rb)BiO_3 using Molten RbOH (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kato, S. Shitara, T. Minakawa, T. Noji, Y. Koike
  • 学会等名: 25^<th> International Conference on Low Temperature Physics (LT25)
  • 発表場所: Amsterdam, Holland
  • 年月日: 2008-08-10
• [学会発表] Inhomogeneity of superconductivity and stripe correlations in single-layer high-Tc cuprates (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Adachi, Y. Tanabe, Y. Fukunaga, K. Omori, H. Sato, T. Noji, K. Kudo, T. Nishizaki, T. Sasaki, N. Kobayashi, Y. Koike
  • 学会等名: 6^<th> International Conference of the Stripes Series (Stripes 08) -Quantum Phenomena in Complex Matter-
  • 発表場所: Erice, Italy
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 設楽誓吾、加藤雅恒、皆川武史、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 層状ペロブスカイト型Ti酸化物Bi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高松智寿、 手塚寛人、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 層状ペロブスカイト型Ti酸化物Bi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高松智寿、 手塚寛人、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] (Bi, Pb)_2Sr_2CuO_<6+δ>におけるバルクプローブから見た超伝導の不均一性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福永泰、足立匡、田辺洋一、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 設楽誓吾、加藤雅恒、皆川武史、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 層状ペロブスカイトBi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高松 智寿
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 設楽誓吾、皆川武史、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第62回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 八戸
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] 層状ペロブスカイト型Ti酸化物Bi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高松智寿、 手塚寛人、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第62回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 八戸
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] La_<2-x>Sr_xCuO_4のオーバードープ領域における相分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田邊洋一、足立匡、為ヶ井強、大森圭祐、佐藤秀孝、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 応用物理学会第62回東北支部学術講演会
  • 発表場所: 八戸
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] Inhomogeneity of the Superconductivity in the Overdoped Regime of La_<2-x>Sr_xCuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanabe, T. Adachi, K. Omori, H. Sato, T. Noji, Y. Koike.
  • 学会等名: 4^<th> International Symposium on High Magnetic Field Spin Science in 100T
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] Electron-doping into Nd_2PdO_4 with the T'-type structure by intercalation (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Ayukawa, K. Ikeda, M. Kato, T. Noji, S. Orimo, Y. Koike
  • 学会等名: 20^<th> International Symposium on Superconductivity (ISS)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Search for new superconductors by Li-intercalation into layered perovskites of the Aurivillus phase (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Tezuka, M. Kato, T. Kajita, T. Noji, Y. Koike
  • 学会等名: 20^<th> International Symposium on Superconductivity (ISS)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] Low-temperature synthesis of Ba_<1-x>A_xBiO_3 (A=K, Rb, Cs) using molten hydroxes (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Minakawa, M. Kato, T. Noji, Y. Koike
  • 学会等名: 20^<th> Intertional Sympoum on Superconductivity (ISS)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2007-11-06
• [学会発表] イオン交換法を用いた新超伝導物質探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石動彰信、野地尚、鮎川晋也、加藤雅恒、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-23
• [学会発表] 層状ペロブスカイトAurivillius相へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 手塚寛人、加藤雅恒、梶田徹也、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-22
• [学会発表] イオン交換法を用いた新超伝導物質探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石動 彰信
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 層状ペロブスカイトAurivillius相へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 手塚 寛人
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 層状ペロブスカイトAurivillius相へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 手塚寛人、加藤雅恒、梶田徹也、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-06
• [学会発表] 水酸化物溶融塩を用いたBa_<0.6>(K_<1-x>Rb_x)_<0.4>BiO_3の低温合成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 皆川武史、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
  • 学会等名: 2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-06
• [学会発表] Li-Intercalation into Layered Perovskites of the Aurivillius Phase (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Tezuka, M. Kato, T. Kajita, T. Noji, Y. Koike
  • 学会等名: Yamada Conference LXI, Spectroscopies in Novel Superconductors
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2007-08-22
• [備考]
  • URL: http://www.apph.tohoku.ac.jp/low-temp-lab/