溶液ならびに電気化学プロセスによる高温炭素系超伝導体の作製

• 研究課題/領域番号: 24654105
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 久保園 芳博 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80221935)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 超伝導 / 溶液プロセス / 電気化学 / 有機芳香族 / グラファイト / 鉄セレン系物質 / 電界効果キャリア注入 / 液体アンモニア / グラフェン / 有機芳香族分子 / 二次元層状物質 / 超伝導体 / 炭素系物質 / インターカレーション / アンモニア法 / 電気化学法

研究概要

有機芳香族分子、グラファイト、フラーレンを始めとする炭素系物質への金属インターカレーションを、各種溶媒を使った低温プロセスと、イオン液体を使う電気化学反応により行い、新規な超伝導体を作製した。有機芳香族分子の中では、フェナセン、グラファイトへの金属挿入に成功し、超伝導転移温度で、11.5 Kを実現した。さらに、関連して、FeSeのような二次元層状物質への金属挿入によって超伝導転移を実現することができ、高圧下で46 Kの超伝導転移を実現した。また、電気二重層を使ったキャリア注入を有機芳香族分子、とくにフェナセン系分子に対して実行し、極めて効率的にキャリアを注入することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic control of hole-injection barrier height with electron acceptors in [7]phenacene single-crystal field-effect transistors (2014)
  • 著者名/発表者名: X. He, S. Hamao, R. Eguchi, H. Goto, Y. Yoshida, G. Saito, Y. Kubozono
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 118 号: 10 ページ: 5284-5293
  • DOI: 10.1021/jp4107469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting phases in (NH3)yMXFeSe1-ZTeZ (M=Li, Na and Ca) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sakai, Lu Zheng, Masanari Izumi, Kazuya Teranishi, Ritsuko Eguchi, Hidenori Goto, Taiki Onji, Shingo Araki, Tatsuo C. Kobayashi, and Yoshihiro Kubozono
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 89 号: 14 ページ: 144509-144509
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.144509
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of zero resistivity in K-doped picene (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Teranishi (第一著者のみ掲載）
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 号: 6 ページ: 60505-60505
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.060505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Edge-dependent transport poperties in graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Goto (第一著者のみ掲載）
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 13 号: 3 ページ: 1126-1130
  • DOI: 10.1021/nl3044844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-double-layer transistors with thin crystals of FeSe1-xTex (x = 0.9 and 1.0) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ritsuko Eguchi (第一著者のみ掲載）
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 102 号: 10 ページ: 103506-103506
  • DOI: 10.1063/1.4795626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric double-layer capacitance between an ionic liquid and few-layer graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Uesugi, H. Goto, R. Eguchi, A. Fujiwara, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 3 号: 1 ページ: 1595-1595
  • DOI: 10.1038/srep01595
  • NAID: 120005348283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of single crystal field-effct transistors with phenacene-type molecules and their excellent transistor characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: X. He, R. Eguchi, H. Goto, E. Uesugi, S. Hamao, Y. Takabayashi, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: 14 号: 6 ページ: 1673-1682
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2013.03.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parity effects in few-layer graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, E. Uesugi, R. Eguchi, Y. Kubozzono
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 13 号: 11 ページ: 5153-5158
  • DOI: 10.1021/nl402404z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity in (NH3)yCs0.4FeSe (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Zheng, M. Izumi, Y. Sakai, R. Eguchi, H. Goto, Y. Takabayashi, T. Kambe, T. Onji, S. Araki, T. C. Kobayashi, J. Kim, A. Fujiwara, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 9 ページ: 94521-94521
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.094521
  • NAID: 120005348282
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of high performance / highly functional field-effect transistor devices based on [6]phenacene thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: Ritsuko Eguchi, Xuexia He, Shino Hamao, Hidenori Goto, Hideki Okamoto, Shin Gohda, Kaori Sato and Yoshihiro Kubozono
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 15 号: 47 ページ: 20611-20611
  • DOI: 10.1039/c3cp53598c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and physical properties of metal-doped picene solids (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kambe (第一著者のみ掲載）
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 21 ページ: 214507-214507
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.214507
  • 査読あり
• [学会発表] Superconductivity in metal-intercalated FeSeTe, graphite and hydrocarbons (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: ICTP LEMSUPER Conference on Mechanisms and Developments in Light-Element Based and Other Novel Superconductors
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 年月日: 2013-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 有機多環縮合炭化水素のエレクトロニクス応用と超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 学会等名: 第7回分子科学会討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in metal doped hydrocarbons : characterization, structure, transport properties and mechanism of superconductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: ISCOM 2013
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2013-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] Phenacene field-effect transistors : High performance and application toward gas sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: EXPO Analyti2013
  • 発表場所: Suzhou China
  • 年月日: 2013-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] 芳香族超伝導の実験の状況 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 学会等名: 日本物理学会シンポジウム「相関電子系の超伝導―実験と理論の連携が生み出す俯瞰」
  • 発表場所: 広島大、東広島市
• [学会発表] Organic hydrocarbon superconductors GORDON RESEARCH CONFERNCE (Superconductivity) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: Les Diablerets
  • 発表場所: Switzerland
  • 招待講演
• [学会発表] New Carbon Superconductors : Synthese and Physical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: International Conference on 'Qunatum in Complex Materilas'
  • 発表場所: Ischia, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Organic hydrocarbon superconductors (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kubozono
  • 学会等名: GORDON RESEARCH CONFERNCE (Superconductivity)
  • 発表場所: Les Diablerets, Switzerland
  • 招待講演
• [学会発表] New Carbon Superconductors: Synthese and Physical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kubozono
  • 学会等名: International Conference on 'Qunatum in Complex Materilas
  • 発表場所: Ischia, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in metal doped hydrocarbons: characterization, structure, transport properties and mechanism of superconductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro kubozono
  • 学会等名: ISCOM 2013
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] Phenacene field-effect transistors: high performance and application toward gas sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kubozono
  • 学会等名: 2nd Annual Conference and EXPO of AnalytiX 2013
  • 発表場所: Suzhou, Chaina
  • 招待講演
• [学会発表] 芳香族超伝導の実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 学会等名: 日本物理学会領域７・８合同シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity and transistor characteristics of carbon based materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: The 6th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology
  • 発表場所: Ha long City, Vietnum
  • 年月日: 2012-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity and electronics of new carbon materials Mulyifunctional Hybrids and Organics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 発表場所: Napoli, Italy
  • 年月日: 2012-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Interface Control of Phenacene Field-effect Transistors and Excellent FET Characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: Workshop on Surfaces, INterfaces and Functionalization Processes in Organic Compounds and Applications - SINFO2012
  • 発表場所: Parma, Italy
  • 年月日: 2012-06-22
• [学会発表] Superconductivity and electronic devices of new carbon materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoishihiro Kubozono
  • 学会等名: Multifunctional Hybrids and Organics
  • 発表場所: Napoli Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity and transistor characteristics of carbon based materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro kubozono
  • 学会等名: The 6th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology
  • 発表場所: Ha long city, Vietnum
  • 招待講演
• [図書] 未来材料を創出するπ電子系の科学（超伝導物質のπ電子科学） (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 超伝導現象と高温超伝導体（有機超伝導体） (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 総ページ数: 24
  • 出版者: ＮＴＳ出版
• [備考]
  • URL: http://interfa.rlss.okayama-u.ac.jp/
• [備考] 界面科学研究施設粉体物性学部門
  • URL: http://interfa.rlss.okayama-u.ac.jp/publication.html