| 研究分担者 |
大塚 晃弘 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90233171)
阪 敏朗 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10025372)
矢持 秀起 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20182660)
近藤 哲生 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20283583)
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| 研究概要 |
Mott絶縁体κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3は、Cu_2(CN)_3(Cuは+1価)が形成するポリマー状陰イオン層と+0.5価のBEDT-TTF分子が形成する2次元層が交互に積層した半導体(σ_<RT>=10Scm^<-1>、ε_a=50meV)で、加圧により超伝導体に転移する(Tc=2.8K,1.5kbar)。Cu_2(CN)_3の陰イオン層は、無限ジグザグポリマーである(CN-CU)_nを[NC-Cu-CN]^<-1>基が連結する構造となっている。この[NC-Cu-CN]^<-1>で置換すると、T_c=11Kの常圧超伝導体κ-(BEDT-TTF)_2CU(CN)[N(CN)_2]が得られる。本研究において、[NC-Cu-CN]^<-1>基の部分置換によりTcが常圧で3Kから10.5Kに及ぶ多数の超伝導体を得た。また、[NC-Cu-CN]^<-1>の導入にともない、一部のCu^<+1>がCu^<+2>に置換される。従って、この系はκ-(ET)_2(Cu^<+1>)_<2-x-y>(Cu^<+2>_x(CN)_<3-2y>[N(CN)_2]_yと表記でき、陰イオン[N(CN)_2]の含量は主にy=0.05、0.3〜0.4、0.8で、均一に陰イオン層に分布する。また、Cu^<+2>の含量は極めて小さい(x=0〜1600ppM).Y=0.3〜0.4のいくつかの単結晶のTcは、3.1,6.5,7.5,8.8,10.2Kと幅広く分布しており、Cu^<+2>の量を制御することによる状態密度の変化に対応するものと解釈している。この一連の錯体作成の際に、Tc=11Kを示すθ型(格子定数より判定)錯体を得た。Θ型で最初の10K級超伝導体である。結晶構造解析のため良質単結晶育成を行っている。2〜3Kまで金属的なBEDT-TTF錯体を、有機陰イオン(テトラニトロビフェノレート、テトラシアノアリル誘導体)を用いて開発した。遷移金属ジチオ蓚酸陰イオンを用いたBEDT-TTF錯体で、加圧下抵抗の急な減少(4.7kbar,7Kのonset)を見いだし、超伝導の確認を行っている。BEDT-TTFとBEDO-TTFのハイブリッドであるEOET分子を用い、バンド幅制御の観点から錯体作成を行った。C_<60>よりも電子受容性が強いフラーレン(C_<60>Cl_6,C_<60>Br_x,x=6,8)を用い有機ドナーとの錯体形成を検討した。
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