電子伝導性遷移金属新酸化物の探素と高温超伝導酸化物の単結晶育成

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04240221
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中村 哲朗 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (20016819)
• 研究分担者: 稲熊 宜之 東京工業大学, 工業材料研究所, 助手 (00240755) ; 伊藤 満 東京工業大学, 工業材料研究所, 助教授 (30151541)
• キーワード: 酸化物高温超伝導体 / ペロブスカイト型化合物 / ロジウム酸化物 / 鉛系酸化物 / 置換効果 / 単結晶育成

研究概要

ペロブスカイト構造等の六配位座をもつ遷移金属酸化物においてd-電子軌道は明確なエネルギー分裂を起こしたdεバンドとdγバンドを形成するものと仮定して六配位座を占める適切な遷移金属イオンに対して化学的手法により5通りの場合について原子価制御を行って金属導体化した新物質をつくり、超伝導の可能性を探索した。さらに高温超伝導機構解明に資することを、目的とする銅系超伝導酸化物の単結晶育成を行った。その結果以下の新事実を解明した。
1.層状酸化物Ca_<n+1>Ti_nO_<3n+1-δ>(n=2,3,∞)を合成したところ、良好な金属伝導体が得られることが判明し、その酸素欠損量δを制御した試料の電子伝導機構を解明した。
3.低スピン系のRh^<3+>イオンを含むペロブスカイト型酸化物LaRhO_2中のLaをCa,Sr,Baで置換することによりdεバンドに正孔を導入し、室温付近で金属的伝導性を発現せしめることに成功した。また層状の新酸化物SrLaRhO_4とSr_2RhO_4の固溶体を合成することに成功し、その伝導機構について詳細な検討を行った。
3.Pb^<4+>イオンを含むペロブスカイト型酸化物中のPbをSb,Biで置換することにより金属伝導性を発現されるのに成功し、その伝導機構について詳細な検討を行った。
4.銅系超伝導酸化物単結晶La_2CuO_4,La_<2-x>Ba_xCuO_4,Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2O_8を合成し、低温での相転移挙動、超伝導性、インターカレーションによる物性変化について詳細に検討を行った。

研究成果

• [文献書誌] Ryozo Aoki,Kazuo Sakai,Tetsuro Nakamura,Hitoshi Kawaji,Mitsuru Itoh: "Roll of Ion-Oscillations and Excitation for the Pairing Interaction in the Oxide Superconductors" Properties and Mechanisms of High Tc Superconductors. 65-68 (1992)
• [文献書誌] Jin-Ho Choy,Seong-Gu Kang,Dong-Hoon Kim,Seong-Ju Hwarg,Mitsuru Itch,Yoshiyuki Inaguma,Tetsuro Nakamura: "Unasual High Oxidation State of Iodine Intercalated in the Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2Ox Superconductor" Journal of Solid State Chemistry. (1993)
• [文献書誌] In-Seon Kim,Mitsuru Itoh,Tetsuro Nakamura: "Electrical Conductivity and Metal-Nonmetal Transition in the Perovskite-Related Layered System Ca_<n+1>TiO_<3m+1-8>(n=2,3,and ∞)" Journal of Solid State.Chemistry. 101. 77-86 (1992)
• [文献書誌] Hitsuru Itoh,In-Seon Kim,Yoshiyuki Inaguma,Tetsuro Nakamura: "Composition Dependence of Carrier Concentration and Conductivity in(Ba_<1-x>Srx)PbO_<3-8> System" Solid State Communications. 83. 33-36 (1992)
• [文献書誌] Tetsuo Shimura,Mitsuru Itoh,Tetsuro Nakamura: "Novel Two-Dimensional Conductor Sr_2RhO_4" Journal of Solid State Chemistry. 98. 198-200 (1992)
• [文献書誌] Mitsuru Itoh,Tohru Sawada,In-Seon Kim,Yoshiyuki Inaguma,Tetsuro Nakamura: "Electrical Properties of the A(Pb_<1-x>Bx)O_<3-s>(A=Ba,Sr,B=Sb,Bi)System" Physica C. 204. 194-202 (1992)