多孔質エキゾチック超伝導体の開発と物性評価

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19105006
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 山中 昭司 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90081314)
• 研究分担者: 藤 秀樹 神戸大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60295467) ; 浴野 稔一 広島大学, 大学院・総合科学研究科, 教授 (40185103) ; 犬丸 啓 広島大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80270891)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 超伝導 / 層状構造 / カゴ状構造 / 高圧合成 / 核磁気共鳴 / トンネル分光 / 薄膜

研究概要

層状あるいはカゴ状構造を有し,結晶内部に"すきま"のある,いわゆる"多孔質超伝導体"を種々開発し,その物性を評価した。二次元直交格子を有する層状窒化物TiNClにはアルカリ金属だけでなく,有機塩基をインターカレーションでき,T_c=8.6-16.4Kの超伝導体となることを見いだした。電子ドープした二重ハニカム層構造のZrNClおよびHfNClの結晶層間を有機溶媒で膨潤させ,超伝導に及ぼす膨潤(コインターカレーション)の効果を磁化率およびNMR測定により調べた。シリコンクラスレートの超高圧高温合成を行い,構造的に特徴のある新規超伝導体を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] STM/STS Measurements of the Layered Superconductor β-HfNCl1-x (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ekino, A. Sugimoto, S. Yamanaka, A.M. Gabovich
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity of TiNCl Intercalated with Diamines (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, K. Umemoto
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 15N NMR studies of layered nitride superconductor LixZrNCl (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Tou
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Swelling on the Anisotropic Superconductivity of Electron-Doped β-ZrNCl and HfNCl (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hotehama, T. Koiwasaki, S. Yamanaka, H. Tou
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 79 ページ: 014707/1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Pressure Synthesis, Structure and Superconductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, Silicon Clathrates, Carbon Analogs
  • 雑誌名: Dalton Trans 39 ページ: 1901-1915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intercalation and Superconductivity in Ternary Layer Structured Metal Nitride Halides (MNX: M = Ti, Zr, Hf; X = Cl, Br, I) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 20 ページ: 2922-2933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunneling spectroscopy of layered superconductors: Intercalated Li0. 48(C4H8O)x HfNCl and de-intercalated HfNCl0. 7 (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Takasaki, T. Ekino, A. Sugimoto, K. Shohara, S. Yamanaka, A.M. Gabovich
  • 雑誌名: European Physical Journal B 73 ページ: 471-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and Superconductivity of the Intercalation Compounds of TiNCl with Pyridine and Alkali Metals as Intercalants (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, T. Yasunaga, K. Yamaguchi, M. Tagawa
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 19 ページ: 2573-2582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Diagram of the La-Si Binary System under High Pressure and he Structures of Superconducting LaSi5 and LaSi10 (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, S. Izumi, S. Maekawa, K. Umemoto
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 182 ページ: 1991-2003
  • 査読あり
• [雑誌論文] 層状窒化物超伝導体の誕生"新しい物質探索の夢, 作製の秘伝と喜び" (2009)
  • 著者名/発表者名: 山中昭司
  • 雑誌名: 固体物理 44 ページ: 959-968
• [雑誌論文] Precise Pressure Dependence of the Superconducting Transition Temperature of FeSe: Resistivity and 77Se-NMR Study (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Masaki, H. Kotegawa, Y. Hara, H. Tou, K. Murata, Y. Mizuguchi, Y. Takano
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 78063704 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] STM Observation on layered nitride superconductor KxTiNCl (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, K. Shohara, T. Ekino, S. Yamanaka
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Ser. 150052251 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial suppression of structural distortion in epitaxially grown BaBiO3 thin films (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Inumaru, H. Miyata, S. Yamanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B. 78132507 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetoresistance of ferromagnetic CrxTi1-xN solid solution nitride (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Inumaru, Y. Miyaki, K. Tanaka, K. Koyama, S. Yamanaka
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 78052406 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure synthesis of superconducting molybdenum nitrideδ-MoN by in situ nitridation. (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Inumaru, T. Nishikawa, K. Nakamura, S. Yamanaka
  • 雑誌名: Chem. Mater. 20 ページ: 4756-4761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topochemical 3D Polymerization of C60 under High Pressure at Elevated Temperatures (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, N.S. Kini, A. Kubo, S. Jida, H. Kuramoto
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 130 ページ: 4303-4309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Missing Superconductivity in BaAlSi with the AlB2 Type Structure (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka, T. Otsuki, T. Ide, H. Fukuoka, R. Kumashiro, T. Rachi, K. Tanigaki, F. Guo, K. Kobayashi
  • 雑誌名: Physica C 451 ページ: 19-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR studies of layered nitride superconductors (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Tou, M. Sera, Y. Maniwa, S. Yamanaka
  • 雑誌名: International J. Modern Phys. B 21 ページ: 3340-3342
  • 査読あり
• [学会発表] Intercalation and superconductivity in ternary layer structured metal nitride halides (MNX: M = Ti, Zr, Hf;X = Cl, Br, I) (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka
  • 学会等名: アメリカ物理学会
  • 発表場所: Portland, U.S.A.
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Preparation and Superconductivity of Electron-Doped Layer Structured Metal Nitride Chlorides MNCl (M = Ti, Zr, Hf) (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yamanaka
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20090907-20090911
• [学会発表] STM/STS measurements of superconducting gaps in the layered superconductor 13-HfNCl1-x (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ekino, A. Sugimoto, K. Shohara, S. Yamanaka, A.M. Gabovich
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20090907-20090911
• [学会発表] NMR studies of Layered Nitride superconductors LixZrNCl and Lix(THF)yHfNCl (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Tou
  • 学会等名: 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-09-12
• [図書] 超伝導ハンドブック(福山秀敏, 秋光純編(分担執筆)) (2009)
  • 著者名/発表者名: 田口康二郎, 山中昭司
  • 総ページ数: 123-130
  • 出版者: 朝倉書店