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2010 年度 実績報告書

III族クラスタ系物質の物質探索

計画研究

研究領域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
研究課題/領域番号 19051005
研究機関東京大学

研究代表者

木村 薫  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30169924)

研究分担者 桐原 和大  産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員 (70392610)
キーワードナノ材料 / クラスター / 熱電変換材料 / 超伝導材料
研究概要

1)自己補償の解明:自己補償が単体の結晶で観測されたのは本研究のβ菱面体晶ボロンが初めてであるが、α正方晶とアルミ系正20面体クラスター固体でも起きていることが確かめられ、正20面体クラスター固体に普遍的な現象であることが明らかになった。
2)新超伝導体の検証:イオン打ち込み施設を使ってα菱面体晶ボロンにLiを打ち込み、蒸気拡散法とは別の方法で新超伝導体を作製することを試みた。目標濃度まで打ち込んだ直後は結晶が壊れてアモルファスになっており、急速アニールによりα菱面体晶が回復するがLiが拡散し目標濃度を大きく下回ってしまい、超伝導は発現しなかった。B_2O_3のMg還元によるアモルファスボロンの作製にはある程度成功したが、α菱面体晶が作製できるほど良質のものは得られなかった。
3)Al系準結晶・結晶の金属結合-共有結合転換と熱電材料:MEW/Rietveld法の適用できない準結晶中の結合強度は陽電子消滅率によって評価し、MEM/Rietveld法による近似結晶中の結合強度分布と併せて、本質的に近似結晶より熱電性能が高くなると予想される準結晶のさらなる熱電性能向上を目指した。BTiRu系において新しい準結晶を発見した。
4)水素化Bクラスターのσ結合-π結合転換とドーパント打込み:四重極(多重極)イオントラップを用いて、水素数の異なるクラスターを作ることに成功した。クラスターのσ結合-π結合転換の様子を、水素数を変えたクラスターの分子軌道計算により明らかにした。
5)Ga系、In系狭ギャップ半導体における熱電材料開発(追加):すでにZTが0.5に達しているこの系のホール係数を測定し、電気伝導率とゼーベック係数がキャリア密度と共に系統的に変化することを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Superconductivity in Li-doped α-rhombohedral boron2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nagatochi, K.Kimura, et al
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 83 ページ: 184507

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Composition dependence of thermoelectric properties of binary narrow-gap Ga_<67-x>Ru_<33+x> compound2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Takagiwa, K.Kimura, et al
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 507 ページ: 364-369

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quasicrystalline Tenfold Symmetry Order in Boron Compounds2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyazaki, J.Okada, E.Abe, Y.Yokoyama, K.Kimura
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 79 ページ: 073601-1-073601-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Superconductivity in Li-doped α-Rhombohedral Boron2011

    • 著者名/発表者名
      H.Hyodo, K.Kimura, et al
    • 学会等名
      17th International symposium on Boron, Borides and Related Materials
    • 発表場所
      Istanbul-Turkiye
    • 年月日
      20110911-20110917
  • [図書] 熱電変換技術の基礎と応用-クリーンなエネルギー社会を目指して-第3章12節13族-遷移金属の擬ギャップ・狭ギャップ系材料2011

    • 著者名/発表者名
      高際良樹、木村薫
    • 総ページ数
      8(分担)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 研究内容

    • URL

      http://www.phys.mm.t.u-tokyo.ac.jp/research.html

  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://www.phys.mm.t.u-tokyo.ac.jp/papers.html

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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