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2007 年度 実績報告書

スピンによる新奇な熱輸送-ハルデン系・ボーズ凝縮系・磁気的ゼーベック効果-

研究課題

研究課題/領域番号 19014002
研究機関東北大学

研究代表者

小池 洋二  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134038)

研究分担者 野地 尚  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50180740)
足立 匡  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40333843)
加藤 雅恒  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50211850)
川股 隆行  東北大学, 独立行政法人理化学研究所・岩崎先端中間子研究室, 協力研究員 (00431601)
キーワード熱伝導 / 1次元量子スピン系 / ボーズ・アインシュタイン凝縮 / トリプロン / 高温超伝導 / インターカレーション / 電気化学法 / 溶融塩
研究概要

1.V^<4+>イオンのS=1/2スピンがボンド交替鎖を形成している1次元スピンダイマー系Pb_2V_3O_9では、低温・強磁場においてトリプロンがボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)状態に転移することが知られている。BEC状態では熱伝導が大きく増大する可能性があるので、このPb_2V_3O_9の大型単結晶を育成し、熱伝導を測定した。これまで、Pb_2V_3O_9の大型単結晶の育成例はなかったが、フローティング・ゾーン法によって育成を試み、5mm×5mm×10mm程度の単一ドメインをもった単結晶を育成することに成功した。劈開面に平行で、かつ1次元スピン鎖に対して20°の角をなす[-705]方向の熱伝導を測定した結果、低温(3K-6K)・強磁場(7T-14T)のBEC転移に伴って熱伝導の増加傾向が観測された。TlCuCl_3の場合ほど増加は顕著ではないが、熱伝導の測定方向がスピン相関の強いスピン鎖に平行ではなかったためかもしれない。しかし、トリプロンのBEC状態において熱伝導が増加することは普遍的な現象であると思われる。その起源を明らかにすることが今後の課題である。
2.電気化学的な方法により、Aurivillius型の層状ペロブスカイトBi_2MO_6(M=Mo, W),Bi_2W_2O_9,Bi_2BaNb_2O_9,Bi_2SrNaNb_3O_<12>,Bi_4Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションに成功した。しかし、超伝導転移は観測できなかった。これら母結晶は強誘電体であり、格子歪のためドープされた電子キャリアは局在しているためと思われる。
3.KOH溶融塩を用いることにより、超伝導体Ba_<1-x>K_xBio_3(x=0.4)を260℃という低温で、わずか1分の加熱で合成できることは既に報告していたが、今回、加えるH_2Oを変化させることにより0.30≦x≦0.50の試料を得ることに成功した。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Evidence for Ballistic Thermal Conduction in the One-Dimensional S=1/2 Heisenberg Antiferromagnetic Spin System Sr_2CuO_32008

    • 著者名/発表者名
      T. Kawamata
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 77

      ページ: 034607-1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of oxide superconductors by soft-chemical techniques2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kato
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering B 148

      ページ: 53-57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical properties of layered perovskite-ttype palladium oxides2008

    • 著者名/発表者名
      S. Ayukawa
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering B 148

      ページ: 65-68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Successive superconducting transitions in Ta_2S_2C studied by electrical resistivity and nonlinear ac magnetic susceptibility2007

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki
    • 雑誌名

      Physical Review B 75

      ページ: 184536-1-10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Temperature Synthesis of La_2CuO_4 with T'-Structure from Molten Hydroxides2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Imai
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 19

      ページ: 3584-3585

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature synthesis of (La,Sm)_2CuO_4 with the T'-structure from molten hydroxides2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Imai
    • 雑誌名

      Physica C 460-462

      ページ: 395-596

    • 査読あり
  • [学会発表] 層状ペロブスカイトBi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索2008

    • 著者名/発表者名
      高松智寿
    • 学会等名
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部(船橋)
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成2008

    • 著者名/発表者名
      加藤雅恒
    • 学会等名
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部(船橋)
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] 熱伝導からみたCuB_2O_4の磁気秩序2008

    • 著者名/発表者名
      川股隆行
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪)
    • 年月日
      2008-03-25
  • [学会発表] 1次元スピン・ダイマー系Pb_2V3O_9におけるトリプロンのボーズ・アインシュタイン凝縮相転移2008

    • 著者名/発表者名
      菅原直樹
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪)
    • 年月日
      2008-03-25
  • [学会発表] 層状ペロブスカイトBi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索2008

    • 著者名/発表者名
      高松智寿
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪)
    • 年月日
      2008-03-24
  • [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成2008

    • 著者名/発表者名
      設楽誓吾
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学(大阪)
    • 年月日
      2008-03-24
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト型Ti酸化物Bi_2La_2Ti_3O_<12>へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索2007

    • 著者名/発表者名
      高松智寿
    • 学会等名
      第62回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      八戸工業大学(八戸)
    • 年月日
      2007-12-06
  • [学会発表] KOH溶融塩を用いた超伝導体(Ba, K)BiO_3の低温短時間合成2007

    • 著者名/発表者名
      設楽誓吾
    • 学会等名
      第62回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      八戸工業大学(八戸)
    • 年月日
      2007-12-06
  • [学会発表] 1次元スピン・ダイマー系Pb_2V_3O_9における熱伝導率と比熱からみたトリプロンのボーズ・アインシュタイン凝縮転移2007

    • 著者名/発表者名
      菅原直樹
    • 学会等名
      第62回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      八戸工業大学(八戸)
    • 年月日
      2007-12-06
  • [学会発表] Search for new superconductors by the Li-intercalation into layered perovskites of the Aurivillius phase2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tezuka
    • 学会等名
      20th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba (Tsukuba, Japan)
    • 年月日
      2007-11-05
  • [学会発表] Electron-doping into Nd_2PdO_4 with the T'-type structure by interclation2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ayukawa
    • 学会等名
      20th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba (Tsukuba, Japan)
    • 年月日
      2007-11-05
  • [学会発表] Low-temperature synthesis of Ba_<1-x>A_xBiO_3 (A=K, Rb, Cs) using molten Hydroxides2007

    • 著者名/発表者名
      T. Minakawa
    • 学会等名
      20th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba (Tsukuba, Japan)
    • 年月日
      2007-11-05
  • [学会発表] イオン交換法を用いた新超伝導物質探索2007

    • 著者名/発表者名
      石動彰信
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] 層状ペロブスカイトAurivillius相へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索2007

    • 著者名/発表者名
      手塚寛人
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] 層状ペロブスカイトAurivillius相へのLiインターカレーションによる新超伝導物質の探索2007

    • 著者名/発表者名
      手塚寛人
    • 学会等名
      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学(札幌)
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] 水酸化物溶融塩を用いたBa_<0.6>(K_<1-x>Rb_x)_<0.4>BiO_3の低温合成2007

    • 著者名/発表者名
      皆川武史
    • 学会等名
      2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学(札幌)
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] Li-Intercalation into Layered Perovskite of the Aurivillius Phase2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tezuka
    • 学会等名
      Yamada Conference LXI, Spectroscopies in Novel Superconductors
    • 発表場所
      Sendai International Center (Sendai, Japan)
    • 年月日
      2007-08-21
  • [学会発表] Superconductivity of (Ba, A) BiO_3 (A=K, Rb, Cs) synthesized at low temperaturesusing molten hydroxides2007

    • 著者名/発表者名
      T. Minakawa
    • 学会等名
      Yamada Conference LXI, Spectroscopies in Novel Superconductors
    • 発表場所
      Sendai International Center (Sendai, Japan)
    • 年月日
      2007-08-21

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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