クラスレート化合物のゲスト原子の微視的運動状態の解明

• 研究課題/領域番号: 21540328
• 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: 物性Ⅰ
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 高須 雄一 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (40306494)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: クラスレート化合物 / 熱電材料 / カゴ状化合物 / ラマン散乱 / 非調和振動 / カゴ状構造化合物 / フォノン物性

研究概要

I型クラスレート化合物には,結晶にも関わらずガラス的な熱伝導率を示すものがある。その原因と考えられている非中心ラットリング振動の微視的な詳細を明らかにするために,良質な単結晶試料を用いたラマン散乱実験を行った。ゲスト原子は非調和ポテンシャル内で非中心大振幅振動をしており,その非中心距離を見積もることができた。またゲスト原子の大振幅振動がケージの安定性を減らし,それにより格子熱伝導率が抑制されていることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Off-center rattling and cage vibration of the carrier-tuned type-I clathrate Ba_8Ga_<16> Ge_<30> studied by Raman scattering (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takasu, T. Hasegawa, N. Ogita, M. Udagawa, M. A. Avila, K. Suekuni, and T. Takabatake
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: vol.82, No.13
  • NAID: 120002753672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-center rattling modes and glasslike thermal conductivity in the type-I clathrate Ba_8Ga_<16> Sn_<30> (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni, Y. Takasu, T. Hasegawa, N. Ogita, M. Udagawa, M. A. Avila, and T. Takabatake
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: vol.81, No.20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-center rattling modes and glasslike thermal conductivity in the type-I clathrate Ba_8Ga_<16>Sn_<30> (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Suekuni, et al
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-center rattling and cage vibration of the carrier-tuned type-I clathrate Ba_8Ga_<16>Ge_<30> studied by Raman scattering (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Takasu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 82
  • NAID: 120002753672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-Center Guest Vibrations and Their Effect on Lattice Thermal Conductivity in n-and p-Type β-Ba_8Ga_<16> Sn_<30> (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Suekuni, T. Tanaka, S. Yamamoto, M. A. Avila, K. Umeo, Y. Takasu, T. Hasegawa, N. Ogita, M. Udagawa, and T. Takabatake
  • 雑誌名: Journal of ELECTRONIC MATERIALS 巻: vol.38 ページ: 1516-1520
  • 査読あり
• [雑誌論文] <149> Sm nuclear resonant inelastic scattering of SmB_6 (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Tsutsui, T. Hasegawa, Y. Takasu, N. Ogita, M. Udagawa, Y. Yoda and F. Iga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: vol.176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman scattering investigation of β-pyrochlore osmium oxides, AOs_2O_6(A=K, Rb, and Cs) (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hasegawa, Y. Takasu, N. Ogita, J. Yamaura, Y. Nagao, Z. Hiroi, and M. Udagawa
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: vol.150
  • 査読あり
• [学会発表] 低温におけるTHFクラスレートハイドレート(THF-CH)中のゲスト分子の運動とホスト分子との水素結合についてII (2012)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 西宮市,関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 低温におけるTHFクラスレートハイドレート(THF-CH)中のゲスト分子の運動とホスト分子との水素結合についてII (2012)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 兵庫県
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] The study of rattling in clathrates compounds by Raman spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takasu
  • 学会等名: International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces : From Fundamentals to Applications
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai Miyagi, Japan
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] The study of rattling in clathrates compounds by Raman spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Takasu, et al
  • 学会等名: International Conference of New Science Created by Materials with Nano Spaces
  • 発表場所: 宮城県
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] 低温におけるTHFクラスレートハイドレート中のゲスト分子の運動と水素結合について (2011)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山市,富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 低温におけるTHFクラスレートハイドレート中のゲスト分子の運動と水素結合について (2011)
  • 著者名/発表者名: 西尾泉, 他
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 富山県
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] ラマン分光でラットリングの謎を解明!～I型クラスレート化合物の場合～,特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学-ユビキタス元素戦略-」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 第4回若手研究会
  • 発表場所: 仙台市,東北大学
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] ラマン散乱でラットリングの謎を解明! (2011)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学」第4回若手研究会
  • 発表場所: 宮城県(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] I型クラスレートBa_8Ga_<16> Sn_<30>の非中心ラットリングとガラス的格子熱伝導率 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市,大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] I型クラスレートBa_8Ga_<16>Sn_<30>の非中心ラットリングとガラス的格子熱伝導率 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] I型クラスレート化合物Ba_8Ga_<16> Ge_<30>のoff-centerラットリングとケージ振動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山市,岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] I型クラスレート化合物Ba_8Ga_16Ge_30のoff-centerラットリングとケージ振動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高須雄一
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21