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2004 年度 実績報告書

高圧合成を中心とした4d,5d遷移金属酸化物の新物質探索及びその物性解明

研究課題

研究課題/領域番号 16340111
研究種目

基盤研究(B)

研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

室町 英治  独立行政法人物質・材料研究機構, 物質研究所, 所長 (30343833)

研究分担者 櫻井 裕也  独立行政法人物質・材料研究機構, 岩手国際研究拠点, 研究員
キーワード高圧合成 / 遷移金属 / 酸化物 / 物性 / 磁性 / 低スピン / 超伝導 / 物質探索
研究概要

本年度は、新規4d,5d遷移金属酸化物を発見及び低スピン状態による興味深い物性を示す物質探索と物性解明を意図していた。
高圧合成により4d遷移金属酸化物NaRh_2O_4を新たに発見し、さらにそのNaをCaで全率置換できることも明らかにした。電気伝導性、磁性、比熱、熱伝特性の測定結果より、NaRh_2O_4がn型の電子相関の比較的強い金属、CaRh_2O_4が半導体であることを示した。固溶により金属から半導体に連続的に変わる。
低スピン化合物である超伝導体Na_xCoO_2・yH_2Oの超伝導転移機構を明らかにするために、他機関との共同研究を含めさまざまな実験を行った。その結果を列挙すると、次のようになる。
1、別の構造をもつ新たなCo酸化物超伝導体を発見し、その格子定数と転移温度の関係が従来のものと同じであることを明らかにした。
2、Co核の核四重極共鳴により、本物質が強磁性相関の強い超伝導体でそれが強いほど転移温度が高くなることを明らかにした。
3、光電子分光により銅酸化物高温超伝導体と同様に擬ギャップを形成することを明らかにした。一方、類似の構造の非超伝導体では擬ギャップが小さいあるいはないことから、超伝導転移機構に擬ギャップの形成が重要であることを示唆した。
4、Naを比較的多くオキソニウムイオンで置換した試料を合成し、Co核の核四重極共鳴によりそれが超伝導ではなく磁気秩序を示すことを明らかにした。
5、超伝導体の母物質であるNa_xCoO_2(x=0.70-0.78)を合成し、その各種物性を測定した。それにより本物質が非常に電子相関の強い金属であることが分かった。
6、Na_<0.7>CoO_2のCo核核磁気共鳴により、本物質が強磁性相関の強い金属であることを明らかにした。
このように本超伝導体の転移機構の解明にせまり、この超伝導にはCoO_2面上の磁気相関が重要であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] 水和コバルト酸化物超伝導の合成と物性-ソフト化学が生み出した新超伝導体-2005

    • 著者名/発表者名
      櫻井 裕也
    • 雑誌名

      応用物理 74(1)

      ページ: 22-26

  • [雑誌論文] Laser-excited ultra-resolution photoemission spectroscopy of Na_xCoO_2・yH_2O : Evidence for pseudogap formation2005

    • 著者名/発表者名
      下志万 貴博
    • 雑誌名

      Physical Review B 71(2)

      ページ: 020505(R)

  • [雑誌論文] Synthesis, characterization, and magnetic properties of γ-Na_xCoO_2(0.70<x<0.84)2004

    • 著者名/発表者名
      櫻井 裕也
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73(8)

      ページ: 2081-2084

  • [雑誌論文] Thermal and electrical properties of γ-Na_xCoO_2(0.70<x<0.78)2004

    • 著者名/発表者名
      櫻井 裕也
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73(9)

      ページ: 2393-2396

  • [雑誌論文] Correlation between T_c and lattice parameters of novel superconducting sodium Co oxide hydrate2004

    • 著者名/発表者名
      櫻井 裕也
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73(9)

      ページ: 2590-2591

  • [雑誌論文] High-pressure synthesis, crystal structure determination, and a Ca substitution study of the metallic rhodium oxide NaRh_2O_42004

    • 著者名/発表者名
      山浦 一成
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 17(2)

      ページ: 359-365

  • [雑誌論文] A new superconducting phase of sodium cobalt oxide2004

    • 著者名/発表者名
      高田 和典
    • 雑誌名

      Advanced Materials 16(21)

      ページ: 1901-1905

  • [雑誌論文] Correlation between superconducting transition temperature T_c and increase of nuclear spin-lattice relaxation rate devided by temperature 1/T_1T at T_c in the hydrate cobaltate Na_xCoO_2・yH_2O2004

    • 著者名/発表者名
      井原 慶彦
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73(8)

      ページ: 2069-2072

  • [雑誌論文] Magnetic fluctuations in the metallic state of Na_<0.7>CoO_2 revealed by ^<23>Na nuclear magnetic resonance2004

    • 著者名/発表者名
      井原 慶彦
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73(11)

      ページ: 2963-2966

  • [雑誌論文] 水和コバルト酸化物における超伝導

    • 著者名/発表者名
      室町 英治
    • 雑誌名

      まてりあ (In Press)

  • [雑誌論文] Characterization of superconductivity in Na_xCoO_2・yH_2O

    • 著者名/発表者名
      櫻井 裕也
    • 雑誌名

      Physica C (In Press)

  • [雑誌論文] Weak magnetic order in bilayered-hydrate Na_xCoO_2・yH_2O structure probed by Co nuclear quadrupole resonance -proposed phase diagram in superconducting Na_xCoO_2・yH_2O-

    • 著者名/発表者名
      井原 慶彦
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan (In Press)

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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