シリコンネットワーク固体の開発と物性

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11165232
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 真庭 豊 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (70173937)
• 研究分担者: 藤 秀樹 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (60295467)
• キーワード: シリコン / 超伝導 / NMR / 層状超伝導 / C60ポリマー / カーボンナノチューブ / フラーレン / ゼオライト

研究概要

シリコンネットワーク固体および関連するネットワークシステム系の研究を行ない、以下の成果を得た
1.希釈冷凍機の導入が遅れ、極低温(150mK以下)のNMR実験では、まだ成果が出ていない。電気抵抗の自動測定システムはほぼ完成した。後1ケ月程度以内で希釈冷凍機による電気抵抗の測定が、続いてNMR実験が可能になる予定である。
2.シリコン包摂化合物超伝導体Ba8Si46の超伝導状態のNMR測定を丁寧に行ない、ナイトシフトと横緩和時間の異常を確認した。また、超伝導転移による比熱の飛びを観測した。
3.シリコン包摂化合物超伝導体では、フェルミレベルがシャープな電子状態密度のピークの位置にかかっていることを、シリコンのナイトシフトにより示した。。
4.転移温度26Kの層状超伝導体HfNClの磁化測定とNMR測定を行ない、フェルミ面における電子状態密度が異常に小さいエキゾチックな2次元的超伝導体であることを示した。窒素の同位体効果の測定も行った。
5.多層および単層カーボンナノチューブのX線回折実験を行ない、単層チューブの直径および多層チューブの層間の熱膨張率を調べた。水素ガス中ガス放電法により作成されたチューブでは、Russiandollタイプの多層チューブが多数存在することを、X線回折実験により始めて明らかにした。また、単層チューブの熱膨張率がグラファイトの面内の熱膨張率程度に小さいことを示した。
6.LiおよびNaを層間に含んだC60ポリマー相のNMR実験を行ない、sp3的炭素原子の存在を明らかにした。この結果は提案されているポリマー構造を支持する。また、アルカリ金属が結晶内で動き回っていることを見出した。
7.シリコン包摂化合物超伝導体と似たネットワーク骨格を有するゼオライトにアルカリ金属を導入した系の磁性発現機構を調べた。NMR実験により磁気モーメントの分布についての情報を得た。

研究成果

• [文献書誌] H.Tou: "Mott transition with antiferromagnetic ordering in ammoniated alkali C60 superconductors : NMR studies"Physica B. 281&282. 1018-1020 (2000)
• [文献書誌] Y.Maniwa: "Gas Storage in Single-Walled Carbon Nanotubes"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 671-676 (2000)
• [文献書誌] Y.Maniwa: "NMR Studies of silicon clathrate compounds "Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 341. 497-502 (2000)
• [文献書誌] H.Tou: "NMR evidence for Mott-Hubbard localization in (NH3) K3C60"Phys.Rev.B.. 62. R773-778 (2000)
• [文献書誌] H.Sakamoto: "NMR studies of superconducting Ba8AgxSi46-x(x=0〜6)"Physica C. 341-348. 2135-2136 (2000)
• [文献書誌] H.Tou: "NMR studies of layered superconductor Li0.48(THF)yHfNCl,"Physica C. 341-348. 2139-2140 (2000)
• [文献書誌] H.Kataura: "Diameter control of the single-walled carbon nanotubes"Carbon . 38. 1691-1697 (2000)
• [文献書誌] H.Kataura: "Resonance Raman scattering of Br2 doped single walled carbon nanotube bundles"Mol.Cryst.Liq.Cryst.. 340. 757-762 (2000)
• [文献書誌] K.Kitazume: "Electronic states of superconducting fullerides with small lattice constants : a NMR study"Synthetic Metals. (in press).
• [文献書誌] Y.Maniwa: "NMR of Li-doped C60 polymers"Synthetic Metals. (in press).
• [文献書誌] H.Kira: "Magnetic properties of K-absorbing zeolite LTA"J.Magn.Magn.Mater.,. (in press).
• [文献書誌] H.Tou: "NMR studies on antiferromagnetism in alkali-electro sodalite"J.Magn.Magn.Mater.. (in press).
• [文献書誌] A.Fujiwara: "Gas adsorption in the inside and outside of single-walled carbon nanotubes"Chem.Phys.Lett.. (in press).
• [文献書誌] H.Tou: "Evidence for quasi-two-dimensional superconductivity in electron-doped Li0.48(THF)yHfNCl"Phys.Rev.B. 63. 020508(R) (2000)