新2重ハニカム格子超伝導体の探索

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640347
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 社本 真一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90235698)
• 研究分担者: 梶谷 剛 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80134039)
• キーワード: 2重ハニカム格子 / 超伝道 / 物質探索 / HfNCl

研究概要

現在までに常圧で剛性可能な2重ハニカム格子超伝導体,Li_xZrNCl,Li_xZrNBr,Na_xHfNC1の大量合成を行い,それらの結晶構造を中性子解析を利用して決定してきた.その結果,ハリソンによる遷移積分t(バンド巾に比例)の減少に対応して,T_cが上昇することが明らかになった.これはHfという重い原子を含むHfNC1系でも,格子が硬く,フォノンのデバイ温度θ_Dが下がらないことに助けられている.新超伝導体探索としては,現在までに,YOCl,TaON,CeSI等の合成を行ってきた.これら物質群ではいずれもθ_Dが変らないとする上記の関係からすれば,30K程度の高い超伝導転移温度が期待される.しかしながら,これらの絶縁体化合物に電子を入れる(還元に対応)ことは,大変困難で,僅かな酸素や水分により,酸化してしまう.この点は,循環ガス精製式のグローブボックスで対応しているが,これらの困難とともに,反応させる坩堝の選択も難しい.例えば還元雰囲気を期待して,カーボン坩堝を使用すると,YOClでは,YC_2等の超伝導体ができてしまう,新年度には,アーク炉を用いて,Nb,Mo,Wといった坩堝にも挑戦しながら,これらの物質を合成し,超伝道体探索を続ける予定である.またこのような探索の一方で,Na_xHfNCl系(T_c=20-23K)のフォノン状態密度の測定も行ってきた.今年度には,動的電化密度波に対応すると思われる状態密度の異常が,T_c以上の温度,約40Kから現れていることがわかった.

研究成果

• [文献書誌] K.Takenaka et al.: "Anisotropic optical spectra of BaCo_<1-x>Ni_xs_2 : Effect of Ni substitution on the electronic structure of the Co_<1-x>Ni_xS plane"Physical review B. 63. 115113-115120 (2001)
• [文献書誌] S.Shamoto et al.: "Structures of Layered Superconductor Li_<0.19>ZrNBr and the Parent Compound β-ZrNBr"journal of the Physical Society of Japan. 70. 283-285 (2001)
• [文献書誌] S.Shamoto et al.: "Phonon Density of States of Double Honeycomb Lattice Superconductors Studied by AGNES"journal of the Physical Society of Japan. 70. 286-288 (2001)
• [文献書誌] T.Yokoya et al.: "Non-rigid-band filling in electronic structure of Na-intercalated β-HfNC1"Physical Review B. 64. 153107-153110 (2001)
• [文献書誌] T.Sato et al.: "Evolution of Metallic States from Hubbard Band in Two-Dimensional Mott-System BaCo_<1-x>Ni_xS_2"Physical Review B. 64. 75103-75108 (2001)
• [文献書誌] S.Shamoto et al.: "Substitution Effects on Ferromagnetic Mott Insulator Lu_2V_2O_7"Journal of Physics and Chemistry of Solids. (in press).