BiCh2系層状化合物における機能性発現と化学圧力効果の相関解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04493
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属物性・材料
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 水口 佳一 首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (50609865)
• 研究分担者: 三浦 章 北海道大学, 工学研究院, 助教 (10603201) ; 寺嶋 健成 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別契約職員(講師) (20551518)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 層状化合物 / BiCh2系層状化合物 / 超伝導 / 熱電変換 / 化学圧力 / 結晶構造解析 / 新超伝導体 / 非従来型超伝導機構

研究成果の概要

2012年に発見したBiCh2系層状超伝導体における化学圧力効果に着目し，化学圧力効果による局所構造の変化を解明した．それにより，超伝導発現条件や熱電性能向上機構が解明された．得られた知見に基づき新物質探索を行い，(Eu,RE)FBi(S,Se)2超伝導体，(La,Ce)OBiSSe超伝導体，(Ce,Pr)OBiS2超伝導体を発見した．さらに，４層型電気伝導層を持つLa2O2Bi3AgS6超伝導体を発見した．BiCh2系超伝導機構解明に向け，転移温度同位体効果を検証し，非従来型機構を提案した．BiCh2系の関連物質としてInS2系層状化合物やSbSe2系層状化合物を合成した．

自由記述の分野

新物質、超伝導、熱電材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は2012年に研究代表者らが発見した層状超伝導体の発現機構解明および物性制御手法確立を目指した研究である．日本で発見された新機能性材料をさらに発展させるために，局所構造に着目した研究を展開した．得られた知見は今後の新層状機能性材料開発に有意義なものであると考えている．
また，本研究で得られた非従来型超伝導機構の可能性は，超伝導基礎研究の分野に新たな研究対象を提供することにつながるため，学術的意義も高いと考えている．