Electron and phonon transport in single crystal tetragonal niobium bronzes

• 研究課題/領域番号: 26400323
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: KOLODIAZHN Taras 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点 強相関物質グループ, 主幹研究員 (80469767)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014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: tetragonal bronze / thermal conductivity / thermoelectric power / charge density wave / anderson localization / Tetragonal bronze / metal-insulator / Anderson localization / metal insulator / low-dimensional systems

研究成果の概要

タングステンブロンズBa6-xSrxNb10O30においてBaとSrが全率固溶することが分かった。2-400Kにおいて熱伝導率の温度変化を測定したところSr置換により熱伝導率が大幅に減少するとともに、x>3において30K付近で温度依存性がほとんどなくなるという振る舞いを見いだした。これは本来ガラスで生じるような振る舞いである。
我々はこの振る舞いの原因を、イオン半径の違いにより原子変位パラメータに異常が生じるものとして説明した。また、固溶系の電気抵抗測定により、Sr量を変えると異常金属から絶縁体へ転移することが分かった。さらにBa濃度が高い場合にはTc～1.6Kの超伝導が発現することを発見した。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [国際共同研究] McMaster University(Canada)
• [雑誌論文] Magnetic, optical and electron transport properties of n-type CeO2: Small polarons versus Anderson localization (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi, T. Charoonsuk, Y.-S. Seo, S. Chang, N. Vittayakorn, J. Hwang
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 4 ページ: 045203-045203
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.045203
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Defect chemistry of Ta-doped CeO2 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Charoonsuk, N. Vittayakorn, T. Kolodiazhnyi
  • 雑誌名: J. Alloys Comp. 巻: 695 ページ: 1317-1323
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.10.272
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Origin of magnetoelectric effect in Co4Nb2O9 and Co4Ta2O9: The lessons learned from the comparison of first-principles-based theoretical models and experimental data (2016)
  • 著者名/発表者名: I. V. Solovyev, T. Kolodiazhnyi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 94 号: 9 ページ: 094427-094427
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.094427
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unusual lattice evolution and magnetochemistry of Nb doped CeO2 (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi, H. Sakurai, A. A. Belik, O. V. Gornostaeva
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 113 ページ: 116-123
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2016.04.052
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superconductivity and crystal structural origins of the metal-insulator transition in Ba6-xSrxNb10O30 tetragonal tungsten bronzes (2015)
  • 著者名/発表者名: Taras Kolodiazhnyi, Hiroya Sakurai, Masaaki Isobe, Yoshitaka Matsushita, Scott Forbes, Yurij Mozharivskyj, Timothy J. S. Munsie, Graeme M. Luke, Mary Gurak, and David R. Clarke
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 21 ページ: 214508-214508
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.214508
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Crystal structure and physical properties of Cr and Mn oxides with 3d 3 electronic configuration and a K2NiF4-type structure (2015)
  • 著者名/発表者名: Ting-Hui Kao, Hiroya Sakurai, Taras Kolodiazhnyi, Yutaro Suzuki, Momoko Okabe, Toru Asaka, Koichiro Fukuda, Susumu Okubo, Shohei Ikeda, Shigeo Hara, Takahiro Sakurai, Hitoshi Ohta, Hung-Duen Yang
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 3 号: 14 ページ: 3452-3459
  • DOI: 10.1039/c4tc02458c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic and transport properties of Co1 plus/minus delta Cr2 minus/plus delta Se4 (2015)
  • 著者名/発表者名: Volodymyr Svitlyk, Taras Kolodiazhnyi, Lachlan MD Cranswick, Graeme Luke, Yurij Mozharivskyj
  • 雑誌名: Materials Research Express 巻: 2 号: 10 ページ: 105004-105004
  • DOI: 10.1088/2053-1591/2/10/105004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic properties and AC losses in AFe2O4 (A = Mn, Co, Ni, Zn) nanoparticles synthesized from nonaqueous solution (2015)
  • 著者名/発表者名: O. V. Yelenich, S. O. Solopan, T. Kolodiazhnyi, Yu. O. Tykhonenko, A. I. Tovstolytkin, A.G. Belous.
  • 雑誌名: Journal of Chemistry 巻: 2015 ページ: 532198-532198
  • DOI: 10.1155/2015/532198
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Abnormal thermal conductivity in tetragonal tungsten bronze-type Ba6-xSrxNb10O30 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi, H. Sakurai, O. Vasylkiv, H. Borodianska, Y. Mozharivskyj
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 11 ページ: 111903-111903
  • DOI: 10.1063/1.4868876
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure and physical properties of EuTa2O6 tungsten bronze polymorph. (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi, H. Sakurai, O. Vasylkiv, H. Borodianska, S. Forbes, Y. Mozharivskyj
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 6 ページ: 062902-062902
  • DOI: 10.1063/1.4893011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure, magnetism, specific heat, and dielectric properties of Eu2Ta2O7 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi, H. Sakurai, Y. Matsushita
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 20 ページ: 202903-202903
  • DOI: 10.1063/1.4902345
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Origin of extrinsic dielectric loss in 1:2 ordered, single-phase BaMg1/3Ta2/3O3 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: 34 号: 7 ページ: 1741-1753
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.12.037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis Crystal Structure and Electronic Properties of the CaRE3SbO4 and Ca2RE8Sb3O10 phases (RE = Rare-Earth Metal) (2014)
  • 著者名/発表者名: Scott Forbes, F. Yuan, B. Saparov, A. S. Sefat, K. Kosuda, T. Kolodiazhnyi, Yurij Mozharivsky
  • 雑誌名: Chemistry of Materials 巻: 26 号: 7 ページ: 2289-2298
  • DOI: 10.1021/cm500157y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Effect of local lattice disorder on the metal insulator transition in Ba6-xSrxNb10O30 tetragonal niobium bronzes (2015)
  • 著者名/発表者名: Taras Kolodiazhnyi
  • 学会等名: The 7 th International Conference on Electroceramics (ICE2015)
  • 発表場所: Penn State University, Pennsylvania, U.S.A.
  • 年月日: 2015-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] Extrinsic dielectric loss in single phase, atomically ordered Ba(Mg1/3M2/3O3 where M = Nb, Ta (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kolodiazhnyi
  • 学会等名: Microwave Materials and Applications
  • 発表場所: Boise, Idaho, U.S.A.
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-04
  • 招待講演