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2012 年度 実績報告書

低温高圧下における結晶構造決定による鉄系超伝導体の圧力効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24340088
研究種目

基盤研究(B)

研究機関日本大学

研究代表者

高橋 博樹  日本大学, 文理学部, 教授 (80188044)

研究分担者 冨田 崇弘  日本大学, 文理学部, 助教 (20437502)
中野 智志  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主幹研究員 (50343869)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード高温超伝導 / 鉄系超伝導 / 圧力効果 / 結晶構造解析 / LaOBiS2
研究概要

本研究では、鉄系超伝導体の低温高圧下での結晶構造を精密に測定することにより、結晶構造とT_cの関係を明らかにし、超伝導のメカニズム解明に資する基礎データを得ることを目的としている。低温高圧下での結晶構造測定は、高エネ研PFの高圧X線ビームラインを利用する。従前より使用している冷凍機は振動が大きく、高圧装置を冷却するには容量が不足していたことから、冷凍能力が十分に大きく振動の影響を最小限とする高性能の冷凍機の導入を行った。高圧装置のサンプルは極小であるため、わずかな振動で試料まわりの高圧装置構成材料の回折線を拾ってしまうため、振動を抑えることが重要である。冷却装置の試運転を行ったところ、振動は5μm程度であり、十分な精密測定ができることがわかった。鉄系超伝導体をはじめとする超伝導を示す物質のTcの圧力効果は大きく、超伝導を調べるための有力な方法の一つとなっている。しかしながら、物性の基本となる結晶構造を高圧下で決定する実験は意外と進んでいない。高圧X線回折実験の難しい点の一つに静水圧性の問題がある。低温高圧下における圧力媒体の静水圧特性の検証と選択については、中野博士を中心として検討を進めている。昨年度は水素をドープした1111型鉄系超伝導体および新しく発見されたLaOBiS2について低温圧力下で結晶構造を調べた。これらの精密解析を現在進めているが、結晶構造、格子定数、原子座標などを低温高圧下で決定することができれば、物性理解のために大きく貢献できると考えている。

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

新しい冷凍機の設計を行い、PFのビームラインに装置の導入をおこなった。試運転に成功し、数種類の試料について測定を行った。解析はまだ終了していないが、おおむね予定通り進展している。

今後の研究の推進方策

新しい、冷凍機をより機能的に稼働させるために、揺動機能のある課題を設置する。これにより、より質の高いデータが得られることが期待される。引き続き、超伝導試料の低温高圧下での構造決定を行う。

次年度の研究費の使用計画

揺動機能のある課題を設置する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] High-pressure studies on Tc and crystal structure of iron chalcogenide superconductors2012

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi, S.Nkano, T.Tomita, et al.
    • 雑誌名

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      巻: 13 ページ: 054401 (7)

    • DOI

      doi:10.1088/1468-6996/13/5/054401

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Pressure Studies for Hydrogen Substituted CaFeAsF_<1-x>H_x and SmFeAsO_<1-x>H_x2012

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi, T.Tomita, H.Hosono, et al.
    • 雑誌名

      J Supercond Nov Magn.

      巻: 25 ページ: 1293-1296

    • DOI

      DOI10.1007/s10948-012-1597-y

    • 査読あり
  • [学会発表] LaFeAsO_<1-x>H_xのT_cの圧力依存性と結晶構造II2013

    • 著者名/発表者名
      添田英人, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] β-YbAl_<1-x>Fe_xB_4における量子臨界現象と圧力相図2013

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] CaFeAsHの圧力誘起超伝導と構造 II2012

    • 著者名/発表者名
      江畑政哉, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] 重い電子系Yb化合物β-YbAlB_4の圧力誘起量子臨界現象2012

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] Sr_<1.8>La_<0.2>IrO_4の圧力効果2012

    • 著者名/発表者名
      杉本旭, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      第52回高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20121107-20121109
  • [学会発表] 高圧下における1111型超伝導体の超伝導と結晶構造II2012

    • 著者名/発表者名
      冨田崇弘、高橋博樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] 低温高圧下におけるCaFeAsHのX線回折2012

    • 著者名/発表者名
      江畑政哉, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] LaFeAsO_<1-x>H_xのT_cの圧力依存性と結晶構造2012

    • 著者名/発表者名
      添田英人, 高橋博樹, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] Correlation between T_c and crystal structure for Fe(Se_<1-x>S_x) under Pressure2012

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi, T.Tomota, Y.Takano, et al.
    • 学会等名
      6^<th> Asian Conference on High Pressure Research
    • 発表場所
      Beijing, China(招待講演)
    • 年月日
      20120808-20120812
  • [学会発表] Pressure studies on crystal structure for superconducting La doped SrFe_2As_22012

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi, T.Tomita, H.Hosono, et al.
    • 学会等名
      Phase Separation and superstripes in high temperature superconductors and related materials (SUPERSTRIPES 2012)
    • 発表場所
      Erice, Italy(招待講演)
    • 年月日
      20120711-20120717

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公開日: 2014-07-16  

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