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2021 年度 実施状況報告書

分子キラリティ導入によるスピン三重項超伝導体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21K18894
研究機関京都大学

研究代表者

須田 理行  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80585159)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワードキラリティ / 遷移金属ダイカルコゲナイド / インターカレーション / イオン液体 / スピン三重項超伝導
研究実績の概要

本研究では、ナノサイズの超伝導体にキラル分子を組み込んだ超格子を作製することで空間反転対称性の破れた超伝導体の新たな化学的設計指針を提示すると同時に、超伝導体/キラル分子界面における近接効果をバルク物性として顕在化させ、バルクのスピン三重項超伝導体を創出することを目的としている。
本年度は、層状化合物である遷移金属ダイカルコゲナイドの単結晶に対し、キラルイオン液体を電気化学的にインターカレーションすることで、キラル分子を層間に組み込んだ遷移金属ダイカルコゲナイドの合成に成功した。合成した物質の電気抵抗の温度依存性を測定したところ、約 3 K での超伝導転移を確認した。また、磁場下での輸送測定によって、この超伝導が高い二次元性を有することも確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、当初の目的通り、空間反転対称性の破れた新たな超伝導体の合成に成功した。また、本手法は多様な遷移金属ダイカルコゲナイドに対して適用が可能であることも明らかとし、空間反転対称性の破れた超伝導体の汎用的設計指針を確立することができたと考えられる。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると考えらえる。

今後の研究の推進方策

本年度に得られた空間反転対称性の破れた超伝導体に対して、非相反伝導測定、強磁場下での物性測定を進め、空間反転対称性の破れによる超伝導特性への影響について詳細に調査する予定である。また、ラセミ体の超伝導も同様に測定し、キラル体との物性の違いを検討する。

次年度使用額が生じた理由

ほぼ予定通りの予算計画であったが、580円分だけ残預金が生じたため、次年度の物品購入費に充当する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Hybrid Chiral MoS <sub>2</sub> Layers for Spin‐Polarized Charge Transport and Spin‐Dependent Electrocatalytic Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Bian Zhiyun、Kato Kenichi、Ogoshi Tomoki、Cui Zhou、Sa Baisheng、Tsutsui Yusuke、Seki Shu、Suda Masayuki
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 9 ページ: 2201063~2201063

    • DOI

      10.1002/advs.202201063

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ubiquitous organic molecule-based free-standing nanowires with ultra-high aspect ratios2021

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Koshi、Kayama Kazuto、Nobuoka Masaki、Sakaguchi Shugo、Sakurai Tsuneaki、Kawata Minori、Tsutsui Yusuke、Suda Masayuki、Idesaki Akira、Koshikawa Hiroshi、Sugimoto Masaki、Lakshmi G. B. V. S.、Avasthi D. K.、Seki Shu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 4025

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24335-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terahertz-field-induced polar charge order in electronic-type dielectrics2021

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa H.、Miyamoto T.、Morimoto T.、Takamura N.、Liang S.、Yoshimochi H.、Terashige T.、Kida N.、Suda M.、Yamamoto H. M.、Mori H.、Miyagawa K.、Kanoda K.、Okamoto H.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 953

    • DOI

      10.1038/s41467-021-20925-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] キラル分子モーターによるスピン偏極電流の生成と外場制御2021

    • 著者名/発表者名
      須田理行、山本浩史
    • 雑誌名

      まぐね

      巻: 16 ページ: 71-75

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子キラリティを利用した新奇スピン偏極材料の創製2022

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      日本化学会第 102春季年会 「高密度共役物質の未来~新しい電子共役から生み出される機能~ 」
    • 招待講演
  • [学会発表] True Chiralityとキラリティ誘起スピン選択性2022

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      RIKEN Seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel Hybrid Chiral Materials for Spin-polarized Charge Transport and Spin-dependent Electrocatalytic Applications2022

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting Online: Interplay between Chirality and Magnetism
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高密度共役キラル分子集積体における 高効率電流-スピン流変換2022

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      学術変革領域(A) 高密度共役の科学 第2回公開シンポジウム
  • [学会発表] キラリティ誘起スピン選択性を利用した新奇スピン偏極材料の創出2021

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      第80回スピントロニクス専門研究会「化学を使ったスピン材料と物性」
    • 招待講演
  • [学会発表] キラリティ誘起スピン選択制を利用した新奇スピン偏極材料の創出と電気化学応用2021

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      日本学術振興会181委員会第37回研究会「先端電子材料」
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子キラリティによる電流/スピン流変換機能の創出2021

    • 著者名/発表者名
      須田理行
    • 学会等名
      第8回慶應有機化学若手シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] 電流中の“スピン”の制御により水電解の効率化を実現

    • URL

      https://www.jst.go.jp/pr/announce/20220502/index.html

  • [産業財産権] スピン偏極電流を生成する導電性構造体、それを用いた電極及び方法2021

    • 発明者名
      須田理行、山本浩史
    • 権利者名
      須田理行、山本浩史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2021-083466

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公開日: 2022-12-28  

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