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p、f電子系トポロジカル超伝導の探索

公募研究

研究領域対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象
研究課題/領域番号 23103513
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関電気通信大学 (2012)
青山学院大学 (2011)

研究代表者

村中 隆弘  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (70398577)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード空間反転対称性 / p電子系 / f電子系 / 超伝導 / 磁性
研究実績の概要

本研究では、空間反転対称性の欠如した物質をキーワードとして、p電子系、f電子系化合物を対象とした新規超伝導物質開発を行った。今年度はこれらの中でp電子系化合物を中心として研究を行ってきた。
・結晶構造中にCダイマー、Cトリマーという特徴的な共有結合性ネットワークを有するS3C4に対し、CサイトへのGe置換を行うことによって、Tc=7-8Kの超伝導が発現することを見出した。
・擬AlB2型構造を有する新規三元素系化合物Ba(TM,Si)2 (TM=Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt)の合成に成功し、これらがTc~3Kの新規超伝導体であることを発見した。また、TMの濃度の上昇に伴ってTcが減少する振る舞いを見出した。
・Siによる八面体構造を有するZrFe4Si2型構造に着目したところ、YRe4Si2 (Tc=3.2K), LuRe4Si2 (Tc=3K)の発見に至った。この系では、希土類元素のイオン半径の大きさにTcが比例する振る舞いが示唆され、YサイトをLaに置換した系においてTcが上昇する振る舞いを観測した。
・Sbによる四面体配位構造を有するCaBe2Ge2型構造に着目したところ、SrPt2Sb2(Tc=2.1K)の発見に至った。SrPt2Sb2は、正イオンのPtが中心に位置する(正構造の)PtSb層と、負イオンのSbが中心に位置する(逆構造の)PtSb層が交互に積層している。逆構造のPtSb層がドナー層、正構造のPtSb層がアクセプタ層となり、ドナー層からアクセプタ層への電荷移動が生じる可能背を示唆する結果を得た。また、電気抵抗の温度変化や構造解析の結果から、構造相転移の存在を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Superconductivity in BaCu_xSi_<2-x> (0.2≦x≦0.6) with AlB_2-type structure2012

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, T. Muranaka, et al.
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 27 ページ: 52-55

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2012.03.408

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconductivity in heavily B-doped diamond layers deposited on highly oriented diamond films2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muranaka, J.Akimitsu, et al
    • 雑誌名

      Diamond & Related Materials

      巻: 20 号: 9 ページ: 1282-1286

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2011.06.011

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure-induced metal-insulator transition in the spin-orbit Mott insulator Ba_2IrO_42011

    • 著者名/発表者名
      H.Okabe, J.Akimitsu, et al
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 号: 11

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.115127

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superconductivity in MgB22011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muranaka, Jun Akimitsu
    • 雑誌名

      Z.Kristallogr.

      巻: 226 号: 4 ページ: 385-394

    • DOI

      10.1524/zkri.2011.1384

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Superconductivity in intermetallic compounds with light elements2012

    • 著者名/発表者名
      T. Muranaka
    • 学会等名
      25th International Symposium on Superconductivity (ISS2012)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2012-12-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] M-A-X化合物(M:希土類元素、A:IIIB,IVB族元素、X:C,N)の超伝導特性2012

    • 著者名/発表者名
      口田沙織
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ボロンドープダイヤモンドを用いたキャリア制御と物性探索2012

    • 著者名/発表者名
      小林夏野
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 122系ニクタイドにおける新超伝導物質探索2012

    • 著者名/発表者名
      今井基晴
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Superconductivity in Ga-clathrate compounds2012

    • 著者名/発表者名
      T. Muranaka
    • 学会等名
      International Conference on topological quantum phenomena (TQP2012)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2012-05-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Superconductivity in Ba (TM, Si) 2 with A1B2-type structure2011

    • 著者名/発表者名
      K.Inoue
    • 学会等名
      24th International Symposium on Superconductivity (ISS2011)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2011-10-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 超伝導現象と高温超伝導体2013

    • 著者名/発表者名
      秋光純
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Carbon-based Superconductors : Towards High-Tc Superconductivity2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muranaka
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 100 Years of Superconductivity2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Muranaka, Jun Akimitsu
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      CRC publication
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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