| 研究課題/領域番号 |
20K14418
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 一関工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
佐藤 和輝 一関工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (80847286)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 超伝導 / インターカレーション / 層間化合物 / 超伝導材料 / カルコゲナイド系層状物質 / 有機分子 / 新物質開発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
コインターカレーションとは，層状物質に金属と有機分子などを同時にインターカレート（共挿入）する手法であり，キャリア濃度と層間長（次元性）の同時制御が可能であるという特徴を有する。本研究では，この手法をFeSeやSnX2 (X = S, Se)などの種々の層状カルコゲナイド化合物に施し，より高い超伝導転移温度Tcを持つ新物質の探索および新奇物性の開拓を行う。さらに，合成した種々のカルコゲナイド系層間化合物の電子物性を調べ，Tc・キャリア濃度・次元性の総合的な理解を目指す。
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| 研究成果の概要 |
FeSeへのLiと直鎖モノアミンの共挿入により，層間距離が飛躍的に伸長した3種類の新規FeSe系超伝導体（Tc ~ 43 K）の合成に成功した。Liとオクタデシルアミンを共挿入した試料の層間距離は55.7 Åであり，過去に報告されたFeSe系の最高値19.0 Åを大幅に更新した。また，高温・高圧下で反応させるソルボサーマル法により，アルカリ土類金属とエチレンジアミンを共挿入した新規FeSe系超伝導体（Tc ~ 43 K）の合成に成功した。
さらに，1T'-MoTe2およびTd-WTe2にLiとエチレンジアミンを共挿入することに成功し，Tcがそれぞれ5.6 Kと3.8 Kであることを発見した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
様々な層状カルコゲナイド系物質に金属と有機分子の共挿入を試み，キャリア濃度と層間距離（次元性）を同時に制御することで，多くの新規超伝導体を合成することに成功した。直鎖モノアミンを用いると，層間にモノアミンが縦に2分子配列し，層間距離を大幅に伸長できることが明らかになった。この手法は他の層状物質にも応用可能であり，層間距離制御に関する新たな知見を得ることができた。
さらに，Type-Ⅱワイル半金属候補物質として注目されている遷移金属ダイカルコゲナイドWTe2とMoTe2において初めて共挿入に成功し，超伝導を観測したことは，トポロジカル物質の研究分野においても非常に重要な成果である。
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