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2018 年度 実績報告書

銅酸化物におけるTc向上のための超伝導圧力相図の決定とその理論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04338
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

竹下 直  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60292760)

研究分担者 黒木 和彦  大阪大学, 理学研究科, 教授 (10242091)
伊豫 彰  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (50356523)
山本 文子  芝浦工業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50398898)
美藤 正樹  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60315108)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード銅酸化物高温超伝導体 / 高圧力
研究実績の概要

本年度は3年間の研究の最終年度ということで、Cu,C系およびHg系の試料の残った部分、また、これまでの結果より考えられるより高いTcを持つ可能性のある物質に関する実験的な検討について研究を進めた。実験技術の開発では前年度試行的に行ったチップインダクタによる測定を一部行ったが、感度の問題から本格的な使用は行っていない。
Tl系試料(Tl-2212)のオーバードープ試料の実験も行った。この物質では銅酸化物では多くみられる圧力によるTcの増強が当初の圧力下では見られる。しかし10GPa程度(ドーピング量によって変わる)を越えた圧力下になると増強が飽和し、減少に転ずることを確認した。このような例はこれまでにもHg系試料やCu,C系試料でも見られているが、これらはCuO2の層数の大きいもの(n>4)だった。Tl系の特徴として論ずることができる。
Tcの増強に大きく関与しているものはab面の面内圧縮であることがこれまでの実験によって明らかになってきたと思われる。これを実際の試料において常圧下で実現するには、CuO2面の格子定数に大きくかかわる面間のCa原子およびBa原子を違うアルカリ土類金属に変更し、どのような変化が起きるのかを見定めることが必要であると考えた。このために、Sr原子をこれらの面間あるいはブロック層に置換導入した試料を用意した。残念ながら多少ほかの部分の組成(たとえばHg系であればHgの部分をピュアなHgではなく一部Reを導入するなどの操作が必要になる)を変更することになり、これらの乱れによってTcの絶対値自体は少し低くなってしまったが、狙い通りにもともとの試料の加圧下における状況と類似する圧力依存性が常圧付近から実現されているようなTcの圧力依存性が得られた。これは今後の物質開発指針として有効である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [学会発表] 高温超伝導銅酸化物の高圧合成と高圧下物性2019

    • 著者名/発表者名
      山本文子
    • 学会等名
      つくば-柏-本郷 超伝導かけはしプロジェクト ワークショップ(2)
    • 招待講演
  • [学会発表] FLEX+DMFT approach for superconductivity in multi-band systems: A study on bilayer Hubbard model2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ogura and Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
  • [学会発表] Enhancement of superconductivity at homogeneous high pressure in Hg-based multilayer cuprates2018

    • 著者名/発表者名
      Nao TAKESHITA, Ayako YAMAMOTO, Akira IYO
    • 学会等名
      International Conference for Professionals & Young Scientists LOW TEMPERATURE PHYSICS
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高圧合成で酸素を取り込む2018

    • 著者名/発表者名
      山本文子
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ 放射光物質構造科学の新展開
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of functional materials using high-pressure technique2018

    • 著者名/発表者名
      Ayako YAMAMOTO
    • 学会等名
      4th International Conference on Functional Materials Science 2018
  • [学会発表] Possible high-Tc superconductivity in Ruddlesden-Popper compounds due to coexisting wide and incipient-narrow bands originating from “hidden ladders”2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
    • 招待講演
  • [学会発表] Possible High-Tc Superconductivity Originating from Wide- and Narrow bands; Study on 1D and 2D lattices2018

    • 著者名/発表者名
      Kazin Matsumoto, Daisuke Ogura, and Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors
  • [学会発表] Variational Monte-Carlo Study of the Bilayer Hubbard Model2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Kato and Kazuhiko Kuroki
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity and High Temperature Superconductors

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公開日: 2019-12-27  

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