βパイロクロア酸化物におけるラットリング現象の解明と新物質探索

• 研究課題/領域番号: 22340092
• 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: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 廣井 善二 東京大学, 物性研究所, 教授 (30192719)
• 研究分担者: 岡本 佳比古 東京大学, 物性研究所, 助教 (90435636) ; 山浦 淳一 (山浦 淳) 東京大学, 物性研究所, 助教 (80292762)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: ラットリング / 超伝導 / カゴ状化合物 / 電子格子相互作用 / 籠状化合物 / βパイロクロア酸化物 / 新物質探索 / 物性実験 / パイロクロア酸化物

研究概要

ラットリングとは、比較的大きな原子のカゴに閉じこめられた小さな原子（イオン）の振動であり、その非調和性による異常に大きな振幅のために周りの伝導電子と強く相互作用する。この電子ｰラットリング相互作用を通して強結合超伝導や電子の有効質量増強が起こる。本研究ではその典型物質としてβパイロクロア酸化物に着目し、単結晶試料作製、構造解析、物性測定を通して、ラットリング現象の本質を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure Effects on Rattling and Superconductivity in the Einstein Solids (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikeda, Y. Kawasaki, T. Shinohara, S. Araki, T. C. Kobayashi, A. Onosaka, Y. Okamoto, J. Yamaura, Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 6 ページ: 63707-63707
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.063707
  • NAID: 210000132577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding of the Temperature-Pressure Phase Diagram of beta-Pyrochlore Oxides: A Role of Anhamonicity on Superconductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Isono, D. Iguchi, T. Matsubara, Y. Machida, B. Salce, J. Flouquet, H. Ogusu, J. Yamaura, Z. Hiroi, K. Izawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 82 号: 11 ページ: 114708-114708
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.114708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rattling and Superconducting Properties of the Cage Compound Ga_xV_2Al_20 (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Hiroi, A. Onosaka, Y. Okamoto, J. Yamaura, H. Harima
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 号: 12 ページ: 124707-124707
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.124707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large and homogeneous mass enhancement in the rattling-induced superconductor Kos_2O_6, T. Terashima (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Kurita, A. Kiswandhi, E.-S. Choi, J. S. Brooks, K. Sato, J. Yamaura, Z. Hiroi, H. Harima, S. Uji
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rattling Good Superconductor : the ss-Pyrochlore Oxide AOs_2O_6 (2012)
  • 著者名/発表者名: Z.Hiroi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 81 号: 1 ページ: 011012-011012
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.011012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large and homogeneous mass enhancement in the rattling-induced superconductor KOs2O6 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Terashima, N. Kurita, A. Kiswandhi, E.-S. Choi, J. S. Brooks, K. Sato, J. Yamaura, Z. Hiroi, H. Harima, S. Uji
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 85 号: 18 ページ: 180503-180503
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.180503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rattling Vibrations Observed by Means of Single-Crystal X-ray Diffraction in the Filled Skutterudite Ros_4Sb_12 (R = La, Ce, Pr, Nd, Sm) (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Yamaura, Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 81 号: 5 ページ: 054601-054601
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.054601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity and Rattling under High Pressure in the ss-Pyrochlore Oxide RbOs_2O_6 (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Takeshita
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 10 ページ: 104708-104708
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.104708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting and Structural Transitions in the β-Pyrochlore Oxide Kos_2O_6 under High Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ogusu, N. Takeshita, K. Izawa, J. Yamaura, Y. Ohishi, S. Tsutsui, Y. Okamoto, Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 号: 11 ページ: 114710-114710
  • DOI: 10.1143/jpsj.79.114710
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomorphic structural transition in the β-pyrochlore oxide superconductor Kos_2O_6 (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Yamaura, M. Takigawa, O. Yamamuro, Z. Hiroi
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 79 号: 4 ページ: 043601-043601
  • DOI: 10.1143/jpsj.79.043601
  • 査読あり
• [雑誌論文] J.Phys.Soc.Jpn. (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ogusu, N.Takeshita, K.Izawa, J.Yamaura, Y.Ohishi, S.Tsutsui, Y.Okamoto, Z.Hiroi
  • 雑誌名: Superconducting and Structural Transitions in the β-Pyrochlore Oxide K 0s_2O_6 under High Pressure 巻: 79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isomorphic structural transition in the B-pyrochlore oxide superconductor K0s_2O_6 (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Yamaura, M.Takigawa, 0.Yamamuro, Z.Hiroi
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 79
  • 査読あり
• [学会発表] AV2Al20 (A = Y, La)におけるディラック電子の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬峻啓，岡本佳比古，播磨尚朝，廣井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県）
• [学会発表] AV2Al20 (A = Y, La)における巨大反磁性の起源 (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬峻啓，岡本佳比古，山浦淳一，廣井善二，播磨尚朝
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学（徳島県）
• [学会発表] β-パイロクロアにおけるアルカリ元素の非調和振動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井智嗣, 山浦淳一, Alfred Q. R. Baron, 広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第37回年会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] イオン交換法を用いたパイロクロア酸化物の合成と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤耕太, 山浦淳一, 岡本佳比古, 古府麻衣子, 山室修, 広井善二
  • 学会等名: 日本物理学会第37回年会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Rattling and superconductivity in cage compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: Zenji Hiroi
  • 学会等名: International Symposium on Physics and Chemistry of Novel Superconductors and Related Materials
  • 発表場所: 岡山大学
  • 招待講演
• [学会発表] ラットリングと超伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣井善二
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 招待講演
• [学会発表] SUPERCONDUCTIVITY IN AN EINSTEIN SOLID : A_xV_2Al_20 (A = Ga, Al) (2012)
  • 著者名/発表者名: Zenji Hiroi
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 釜山,韓国
• [学会発表] SUPERCONDUCTIVITY IN AN EINSTEIN SOLID: AxV2Al20 (A = Ga, Al) (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Hiroi
  • 学会等名: 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 釜山、韓国
• [学会発表] Rattling-induced superconductivity in the beta-pyrochlore oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: Zenji Hiroi
  • 学会等名: Physics of New Materials
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] Rattling-induced superconductivity in the beta-pyrochlor oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: Zenji Hiroi
  • 学会等名: Physics of New Materials
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] A Liquid-Gas Transition in a Solid (2010)
  • 著者名/発表者名: Zenji Hiroi
  • 学会等名: the 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2010-08-01
• [学会発表] A Liquid-Gas Transition in a Solid (2010)
  • 著者名/発表者名: Zenji Hiroi
  • 学会等名: the 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: つくば国際会議場(エポカルつくば)
  • 年月日: 2010-08-01
• [備考]
  • URL: http://hiroi.issp.u-tokyo.ac.jp/saito/Hiroi_Lab.html
• [備考] 「がらがら」と鳴る超伝導
  • URL: http://hiroi.issp.u-tokyo.ac.jp/saito/Research/entori/2012/1/30_garagarato_mingru_chao_chuan_dao_yi_ban.html
• [備考]
  • URL: http://hiroi.issp.u-tokyo.ac.jp/saito/Hiroi_Lab.html