| 研究概要 |
本年度は、Bサイト陽イオン(Bカチオン)として銅の他にチタン等異種のイオンを含む一連の化合物(A_n(Cu,Ti)_nO_<3n-δ>:nは単位胞中のペロフスカイト単位数)を取り上げ、これまでの研究結果をもとに、陽イオン置換とキャリアドーピング及び層状構造変化の密接な関係を明らかにした。一般に、酸化物高温超伝導体はペロフスカイト構造(組成式 ABO_3)を基本とし、CuO_2超伝導面を有するために2次元性の強い結晶構造を持っている。CuO_2面を分けるブロック層に化学的修飾(酸素量制御(ABO_<3-δ>)、陽イオン置換((A、A')(B、B')O_3)等)を施し、キャリア(正孔)を導入(ドーピング)することにより超伝導が発現する。我々の研究により発見した2つの新しい化合物系、Ln_2CaBa_2Cu_2Ti_3O_<14>(Ln_2=La_2〜Tb_2,LaY〜TbY)及びLn_2Ca_2Ba_2Cu_2Ti_4O_<17>(Ln_2=Pr_2〜Tb_2)において、Ti^<4+>サイトへのCu^<2+>の置換によりCuO_2面へホールドーピングを行った場合、陽イオン置換量が増すにつれ、CuO_2面の多い相から少ない相への相変化が起きることを明らかにし、結果を論文としてまとめた。。この相変化によって、CuO_2面へのホールのドープ量も変化し、層状構造化・陽イオン比とホールドーピングの間には非常に興味深い関係があることが分かった。
また、同様な層状構造をもつ新たな三つの化合物系、1)RuSr_2RECu_2O_Y、2)(Cu_2S_2)(Sr_<n+1>M_nO_<3n-1>)、3)Li_XZrNClにおいて物質開発を行った。1)の系において新規超伝導体、RuSr_2EuCu_2O_Yを発見した。また、2)の系において3つの新規層状硫化酸化物、(CU_2S_2)(Sr_2CuO_2)、(Cu_2S_2)(Sr_2NiO_2)および(Cu_2S_2)(Sr_3Sc_2O_5)を発見した。来年度は、これらの化合物についても、層状化構造化機構と諸物性の関連について研究を進めていく予定である。
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