スズ・ニクタイド層状化合物の精密合成と多機能発現に向けた物性解明

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15291
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 後藤 陽介 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (60760783)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 超伝導 / 熱電変換 / エネルギー材料

研究成果の概要

スズ・ニクタイド層を伝導層とする層状化合物の機能性開拓に関する研究を実施した。化学組成制御によりNaSn2As2超伝導体の転移温度が2.0 Kまで上昇することを明らかにした。また、p型・n型が共存するNaSn2As2配向多結晶の作製に成功し、熱電変換への応用可能性を示した。新物質Li1-xSn2-xP2を合成し、単粒子電気化学測定によりリチウムイオン二次電池の負極材料として活性を示すことを明らかにした。
以上のように、層状スズ・ニクタイドが超伝導、熱電変換、電極材料として興味深い多様な機能を示す物質群であることを明らかにした。

自由記述の分野

固体物理、固体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

多様な機能が発現する新物質の開発は材料科学の発展に重要な寄与を果たしてきた。我々はスズ・ニクタイド伝導層を有する新しい超伝導体（NaSn2As2やNa1-xSn2P2）を世界に先駆けて報告してきた（J. Phys. Soc. Jpn. 2017, Sci. Rep. 2018など）。本研究では、層状スズ・ニクタイドの構成元素、電子状態の制御により新しい機能発現を目的とした。結果として、超伝導転移温度の上昇のみならず、熱電変換、リチウムイオン二次電池への応用といった観点からも興味深い物質を開発することに成功した。