| 研究課題/領域番号 |
10640356
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| 研究機関 | 福井工業大学 |
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研究代表者 |
遠藤 裕久 福井工業大学, 工学部, 教授 (40025284)
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| 研究分担者 |
井川 淳志 京都大学, 理学部, 助教授 (80243004)
池本 弘之 富山大学, 理学部, 助手 (20262496)
山本 逸郎 弘前大学, 教育学部, 助教授 (40210520)
星野 英興 弘前大学, 教育学部, 教授 (30001861)
樋渡 保秋 金沢大学, 理学部, 教授 (20019491)
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| キーワード | 液体カルコゲン / 半導体-金属転移 / ネットワーク構造と鎖状構造 |
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| 研究概要 |
液体カルコゲンおよびカルコゲナイドは、共有結合で結ばれた鎖状あるいはネットワーク構造を有する。これらカルコゲンおよびカルコゲナイドが、高温高圧下で液体半導体から金属へと転移することが知られている。本研究の目的はこの半導体から金属への転移過程における構造と電子状態のミクロな変化を、電子輸送現象の測定および第一原理シミュレーションの理論解析から検討することである。
遠藤、星野、池本は、「液体カルコゲナイドの金属化」を研究の一つの対象として取り上げた。ホール係数、電気伝導度の測定から、液体As-Teカルコゲナイド系では、500〜600℃で半導体から金属へ転移することを見出した。また、EXAFS測定から、半導体ー金属転移に際して、系はネットワーク構造から鎖状構造への転移を起こすことを明らかにした。
樋渡、井川らの計算機シミュレーションのグループは、「カルコゲン鎖のトポロジーと動的振る舞い」を検討した。鎖の構成原子数が増加すると、平面的配列をとる傾向があること、光照射によりセレンクラスターが光黒化現象を示すことなど、多くの興味ある結果を得た。
これらの研究結果から、液体のカルコゲンおよびカルコゲナイドにおける金属化は、(1)熱的切断により短縮した鎖の離合・集散に伴う密度ゆらぎ、(2)鎖の短縮により生じた鎖端のlone pair軌道電子の鎖内、鎖間への励起、移動により誘起された荷電ゆらぎ、(3)カルコゲナイド系では鎖を構成する混合原子の配列の化学的秩序が破れ濃度ゆらぎが増大することが、転移を誘起することによる考えられる。
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