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2013 年度 実績報告書

ミクロな分子とマクロな固体での反磁性超電流の関連性の解明と室温超伝導実現への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23540482
研究機関長崎総合科学大学

研究代表者

加藤 貴  長崎総合科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10399214)

キーワード室温超伝導 / ベンゼン分子内クーパー対 / 分子性超伝導 / 分数電荷 / 状態密度 / 電子-フォノン相互作用 / 場の量子化 / ボース粒子
研究概要

1. 最近、ドイツ、ライプチヒ大で水中撹拌グラファイトの室温超伝導発現の兆候が報告された。この物質の室温超伝導発現は我々のグループにより2008年に理論予測されていた。また、この現象は、我々が2007以降、提案していたメカニズムで説明出来得るので、再検討した。その結果、この現象は我々が提唱した理論で説明出来る事を改めて示した。
2. 一分子内ベンゼン内でクーパー対発見の報告が、スイス、Paul Scherrer研究所、アメリカ、ウィスコンシン大からあった。この現象は、我々が2007以降、提案していたメカニズムで説明出来得るので、再検討した。
3. 昨年度に海外のグループによってnature scientific reportsで発表された超伝導物質、dibenzopentaceneの電子-フォノン相互作 用と超伝導性発現に関する理論的研究を行った。芳香族炭化水素における高温超伝導性の設計指針は、2002年に我々のグループによっ て提案されているが、nature scientific reportsではそのことを引用して、高温超伝導設計指針を提案している。これに対し、我々 は、注入電荷と電子-フォノン相互作用の強さとの関連性を考察することにより、2002年の指針より詳細な高温超伝導設計指針を提案 した。具体的には、閉殻電子構造に対し、注入電荷が分数(0.5~0.9)程度で、フェルミレベルにおける状態密度が非常に高くなり、そ れにより電子-フォノン相互作用が非常に強くなり、高温での超伝導性発現に繋がることを示した。
4. 電子-フォノン相互作用を場の量子論でどのように記述できるかを定式化した。2次課程の電子-フォノン相互作用では電子対生成に繋がりうることを新たな数式を誘導して説明した。 また一電子は必ずしもフェルミ粒子として振る舞うとは限らず、ボーズ粒子の性質も持つ事を説明した。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity I: Electron-phonon interactions and their role in the conventional superconductivity2014

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

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      巻: 執筆依頼され執筆中 ページ: 執筆依頼され執筆中

  • [雑誌論文] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity II: Diamagnetic currents in microscopic atoms and molecules2014

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

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      巻: 執筆依頼され執筆中 ページ: 執筆依頼され執筆中

  • [雑誌論文] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity III: New guiding principle towards room-temperature superconductivity2014

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

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      巻: 執筆依頼され執筆中 ページ: 執筆依頼され執筆中

  • [雑誌論文] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity IV: Unified theory of supercurrents in the micro- and macro-scopic sized materials2014

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

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      巻: 執筆依頼され執筆中 ページ: 執筆依頼され執筆中

  • [雑誌論文] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity V: New interpretation of the electron-phonon interactions in solids2014

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

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      巻: 執筆依頼され執筆中 ページ: 執筆依頼され執筆中

  • [雑誌論文] The Role of Electron-Phonon Interactions in Superconductivity VI: Unified theory of the normal metallic states and superconducting states in terms of Higgs mechanism2014

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

      Pan Stanford Publishing, Singapore

      巻: 執筆依頼され執筆中 ページ: 執筆依頼され執筆中

  • [雑誌論文] The Formation of Cooper Pairs and Their Role in Nondissipative Diamagnetic Currents in the Micro- and Macro-Scopic Sized Graphene Materials; Towards High-Temperature Superconductivity2014

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

      Micro Nano Devices, Structure and Computing Systems (MNDSCS)

      巻: 4-1 ページ: 3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibronic Interactions in Fractionally Charged Hydrocarbons2013

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

      J. Phys. Chem. C

      巻: 117 ページ: 17211-17224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibronic Interactions and Possible High-Temperature Superconductivity in Aromatic Hydrocarbons; A Theoretical Study2013

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

      Nano Science & Technologies

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hypothetical Room-Temperature Superconductivity in Perfect Pure Diamonds2013

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

      Nano Science & Technologies

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Interpretation of the role of electron-phonon interactions in electron pairing in superconductivity2013

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

      Synth. Met.

      巻: 181 ページ: 45-51

    • DOI

      http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379677913003512

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for metallic states in potassium-intercalated picene film on graphite2013

    • 著者名/発表者名
      1. H. Okazaki, T. Jabuchi, T. Wakita, T. Kato, Y. Muraoka, T. Yokoya
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 88 ページ: 245414

    • DOI

      http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.88.245414

    • 査読あり
  • [学会発表] The Formation of Cooper Pairs and Their Role in Nondissipative Diamagnetic Currents in the Micro- and Macro-Scopic Sized Graphene Materials; Towards High-Temperature Superconductivity2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      Micro nano Devices, Structure and Computing Systems (MNDSCS) 2014
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 年月日
      20140301-20140302
    • 招待講演
  • [学会発表] 物性物理学の最前線: 室温超伝導実現に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      長崎総合科学大学公開講演会 2013
    • 発表場所
      原爆資料館ホール、長崎
    • 年月日
      20131207-20131207
    • 招待講演
  • [学会発表] グラフェン等カーボン物質における反磁性環電流発現機構の解明:固体室温超伝導の実現に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      第7回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」
    • 発表場所
      東京大学 (東京)
    • 年月日
      20131201-20131202
  • [学会発表] 電子-フォノン相互作用とグラフェン型分子性結晶固体における超伝導に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      第7回物性科学領域横断研究会「凝縮系科学の最前線」
    • 発表場所
      東京大学 (東京)
    • 年月日
      20131201-20131202
  • [学会発表] Vibronic Interactions and Possible High-Temperature Superconductivity in Aromatic Hydrocarbons; A Theoretical Study2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      Nano Science & Technologies 2013
    • 発表場所
      Xian, China
    • 年月日
      20130926-20130928
    • 招待講演
  • [学会発表] Hypothetical Room-Temperature Superconductivity in Perfect Pure Diamonds2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 学会等名
      Nano Science & Technologies 2013
    • 発表場所
      Xian, China
    • 年月日
      20130926-20130928
    • 招待講演
  • [図書] セラミックス2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kato
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      日本セラミックス協会

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公開日: 2015-05-28  

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