有機高分子超伝導体の開発

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22655045
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 齋藤 軍治 名城大学, 総合研究所, 教授 (40132724)
• 研究分担者: 吉田 幸大 名城大学, 総合研究所, 助教 (10378870) ; 前里 光彦 京都大学, 理学研究科, 助教 (60324604)
• キーワード: 超伝導 / 導電性高分子 / キャリアドープ / 電解重合 / 固相重合 / 圧力 / ポリチオフェン / ポリピロール

研究概要

前年度、チオフェン誘導体のモノマー単結晶に8GPaの超高圧を印加することにより、室温・高圧下において固相重合反応が誘起出来ることが分かったので、今年度はさらに詳しく調べるために、ダイヤモンドアンビルセルを用いて8GPaまでの高圧下および高圧印加後のIR、ラマン等の分光測定を行った。その結果、高圧重合によって出来た物質は、熱重合と同じ高導電性ポリマーである事が分かった。すなわち、熱重合および高圧重合の際、化学結合が切れたハロゲンイオンが添加剤となりセルフドーピングする事によって、高導電性ポリマーとなっている事が分かった。また、伝導度測定によって超伝導を探索するために、キュービックアンビルを用いた超高圧下での伝導度測定装置を立ち上げ、8GPa・4Kまでの超高圧・低温下での伝導度測定が出来る環境を整えた。実際にチオフェン誘導体のモノマー結晶に4端子を取り付け、圧力下での伝導度測定を行った。その結果、圧力媒体によっては、モノマー試料が溶解し、特に伝導度を測定する場合には、電極と試料との界面での接触抵抗が問題になる事が分かった。すなわち、圧力媒体の選択が非常に重要である事が分かった。また、neatの試料を用いて、ダイヤモンドアンビルを用いた高圧下伝導度測定も試みた。高圧重合は確認できたが、電極と試料との接触が悪く、さらに、アンビルとガスケットの間で電線が断線するなどの問題が生じた。超高圧下での伝導度測定についての問題点が明らかになったため、一つ一つ問題点を解決しつつ超伝導探索を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation and Formation Mechanism of a n-Butylainmonium/MnO_2 Layered Hybrid via a Room Temperature One-Pot Synthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Kai, Y.Yoshida, Y.Kobayashi, H.Kageyama, G.Saito
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 41 ページ: 825-830
  • DOI: 10.1039/C1DT11145K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the Cooling Rate on Dimerization of C_<60>^- in Fullerene Salt (DMI^+)_2・(C_<60>^-)・{Cd(Et_2NCS_2)_2Γ} (2012)
  • 著者名/発表者名: D.V.Konarev, S.S.Khasanov, A.Otsuka, H.Yamochi, G.Saito, R.N.Lyubovskaya
  • 雑誌名: Inorg.Chem. 巻: 51 ページ: 3420-3426
  • DOI: 10.1021/ic201732t
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic superconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: G.Saito, Y.Yoshida
  • 雑誌名: Chem.Record 巻: 11 ページ: 124-145
  • DOI: 10.1002/tcr.201000039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties and stability of negatively charged doubly bonded C_<120>^<2-> dimers (2011)
  • 著者名/発表者名: D.V.Konarev, S.S.Khasanov, A.Otsuka, H.Yamochi, G.Saito, R.N.
  • 雑誌名: New J.Chem. 巻: 35 ページ: 1829-1835
  • DOI: 10.1039/C1NJ20074G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Liquids Based on Diethylmethyl(2-methoxyethyl)ammoniuin Cation and Bis(perfluoroalkanesulfonyl)amide Anions : Influence of Anion Structure on Liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yoshida, G.Saito
  • 雑誌名: Phys.Chem.Chem.Phys. 巻: 13 ページ: 20302-20310
  • DOI: 10.1039/C1CP21783F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscoelastic Nanocomposite Composed of Titania Nanosheets : Conductometric Sensitivity to Temperature, Humidity, and Photo Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yoshida, K.Kai, H.Kageyama, G.Saito
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 40 ページ: 7291-7294
  • DOI: 10.1039/C1DT10686D
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uncovering the magnetic and non-magnetic phases of a quantum spin liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: F.L.Pratt, P.J.Baker, S.J.Blundell, T.Lancaster, S.Ohira-Kawamura, C.Baines, Y.Shimizu, K.Kanoda, I.Watanabe, G.Saito
  • 雑誌名: Nature 巻: 417 ページ: 612-615
  • DOI: 10.1038/nature09910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uniaxial Strain Effects on Mott and Superconducting Transitions in κ-(ET)_2Cu_2(CN)_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Shimizu, M.Maesato, G.Saito
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 巻: 80 ページ: "074702-1"-"074702-7"
  • DOI: 10.1143/JPSJ.80.074702
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一軸性歪み法を用いた有機導体の電子相制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤隆祐, 前里光彦
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 46 ページ: 241-258
• [学会発表] 擬一次元有機導体(DIETSe)_2FeBr_<4x>Cl_<4(1-x)>の構造と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川口玄太, 前里光彦, 北川宏, 今久保達郎
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 20120325-20120328
• [学会発表] Pd-Cu合金ナノ粒子の合成と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 保坂祥輝, 小林浩和, 前里光彦, 山田鉄兵, 北川宏
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
  • 年月日: 20120325-20120328
• [学会発表] (DIETSe)_2MX_4[M=Fe,Ga,X=Cl,Br]の強磁場物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前里光彦, 川口玄太, 北川宏, 今久保達郎, 齋藤軍治, A.Kiswandhi, D.Graf, J.S.Brooks
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-20120327
• [学会発表] (DIETSe)_2FeCl_<4x>Br_<4(1-x)>の合成と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川口玄太, 前里光彦, 北川宏, 今久保達郎
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-20120327
• [学会発表] 量子スピン液体κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3の低温対称性変化の観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本伸樹, 野上由夫, 近藤隆祐, 寺崎一郎, 佐々木孝彦, 前里光彦,花咲徳亮, 中尾朗子
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-20120327
• [学会発表] High Magnetic Field Study of the π-d Hybrid Molecular Conductors (DIETSe)_2MX_4[M=Fe,Ca,X=Cl,Br] (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Maesato
  • 学会等名: Japan-Europe-US International Symposium for Young Generation, Molecular Materials Science for Development of
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] 一軸性ひずみによる有機導体の物性制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前里光彦
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院
  • 年月日: 20111109-11
• [学会発表] Design of Triangular Spin Lattice and 2D Organic Metal of C_<60> (2011)
  • 著者名/発表者名: G.Saito
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Crystalline Organic Metals
  • 発表場所: ポーランドポズナン
  • 年月日: 20110925-20110930
• [学会発表] Hydrogen-Bond Architectures of Protonated Nucleobases in Ni(dmit)_2 Salts (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yoshida, M.Maesato, T.Hiramatsu, H.Yamochi, G.Saito
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Crystalline Organic Metals
  • 発表場所: ポーランドポズナン
  • 年月日: 20110925-20110930
• [学会発表] Spin-Charge Coupling in a Series of (DIETSe)_2FeX_4 (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Maesato, G.Kawaguchi, T.Imakubo, H.Kitagawa, G.Saito
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Crystalline Organic Metals
  • 発表場所: ポーランドポズナン
  • 年月日: 20110925-20110930
• [学会発表] プロトン化核酸塩基を用いたNi(dmit)_2分子の配列制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田幸大, 前里光彦, 西村一国, 平松孝章, 矢持秀起, 齋藤軍治
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20110920-23
• [学会発表] External-Field-Responsive Soft Materials : Ionic Liquid and Viscoelastic Nanocomposite (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yoshida, K.Kai, H.Kageyama, G.Saito
  • 学会等名: The 4th International Congress on Ionic Liquids (COIL-4)
  • 発表場所: 米国バージニア州
  • 年月日: 20110615-20110618
• [学会発表] ピン三角格子に基づく新規スピン相(量子スピン液体)・金属相・超伝導相の開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤軍治
  • 学会等名: 第2回統合物質シンポジウム「化学合成力と機能創出」
  • 発表場所: 名古屋大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] 有機導電体・超伝導体の開発と展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 齋藤軍治
  • 学会等名: 第1回π共役系有機エレクトロニクス材料の開発・応用に関する研究会
  • 発表場所: 名古屋大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-27
• [図書] Unimolecular and Supramolecular Electronics (2012)
  • 著者名/発表者名: G.Saito, Y.Yoshida
  • 総ページ数: 60
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] Electrochemical Aspects of Ionic Liquids (2nd Edition) (2011)
  • 著者名/発表者名: G.Saito
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Wiley
• [備考]
  • URL: http://saitolab.meijo-u.ac.jp/index.html