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2014 年度 実績報告書

高圧反応による共有結合性金属化合物群の創製と新規超伝導体の探索

研究課題

研究課題/領域番号 24550233
研究機関広島大学

研究代表者

福岡 宏  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00284175)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード高圧 / 超伝導 / 金属間化合物 / Zintl相 / 高圧合成 / 強相関系
研究実績の概要

【最終年度の成果】
共有結合性金属間化合物の創製・発展を目指した本課題では、新規超伝導体の合成とその結晶構造、電子構造の解明を一つの大きな柱として研究を行ってきた。その結果、La-Lu-Ge三元型に置いて、最高の超伝導転移温度(Tc)が9.4 Kを示す新しい超伝導体の発見に成功した。本化合物は、La-Ge、Lu-Ge二元系を含め、この系において最高のTcを持つ化合物である。また、Sr-Ge系においてもTc = 6.0 Kの新化合物の高圧合成に成功した。これらの超伝導体については、結晶構造解析、バンド計算を行い、いずれも共有結合性金属間化合物群に属する超伝導体であること、超伝導の発現にホストであるGeの共有結合性骨格が重要な役割を果たしていることを明らかにすることができた。
【研究期間全体での成果】上記以外の重要な成果を以下に記す。
1. 以前私のグループが合成に成功したTc = 3.6 Kを持つLu-Ge系超伝導体の結晶構造に成功し、その組成がLu2Ge5であることを明らかにした。2.シェブレル相Mo6S8の初めての多形となるMo3S4の高圧合成に成功し、本化合物がシェブレル相とは異なり、MoS6八面体が面と稜を共有して連結した興味深い構造を持つことを明らかにした。3. Na-Ge系において、新たにNaGe2という組成をもつ新化合物の合成と結晶構造の解析に成功した。本化合物は電子軌道計算の結果、とても珍しい電子不足型の共有結合性金属間化合物である。4. Ce-Ge-Sn三元型において、重い電子系で有名なCeSn3型構造を有する固溶体の全率合成に成功し、この系が価数揺動系であること、Ceイオンの価数が3.4 価から4価に連続的に変化することを、ICFモデルを適用することによって明らかにした。
以上により、共有結合性金属間化合物群の物性と構造に関する多くの知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] High-Pressure Synethesis, Structure, and Properties of New Germanides, Na3Pt4Ge13 and Na3Pt2Ge142015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Saito and Hiroshi Fukuoka
    • 雑誌名

      Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics

      巻: 10 ページ: 147-150

    • DOI

      10.1166/jno.2015.1704

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高圧力下で生成する超伝導ジャーマナイドの結晶構造と電子構造 ~金属化したZintl相を求めて~2014

    • 著者名/発表者名
      福岡 宏
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 24 ページ: 195-203

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高圧合成を利用した新規14族化合物の合成と超伝導2014

    • 著者名/発表者名
      福岡 宏
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 59 ページ: 36-41

  • [学会発表] Crystal Structures, Band Structures and Electrical Properties of Binary Germanides of Electropositive Elements Prepared by High-Pressure and High-Temperature Synthesis2015

    • 著者名/発表者名
      ○H. Fukuoka, K. Baba, M. Yoshikawa, F. Ohtsu, D. Saito, D. Matsumura, and K. Yoshii
    • 学会等名
      AIRAPT 2015
    • 発表場所
      Madrid Spain
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-04
  • [学会発表] High-pressure Synthesis, Structure and Electrical Properties of Rhodium and Cobalt Skutterudites2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fukuoka
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR) 2015
    • 発表場所
      Busan South Korea
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-19
    • 招待講演
  • [学会発表] La-Lu-Ge 三元系における新規超伝導物質の探索2014

    • 著者名/発表者名
      ○西川拓弥,福岡 宏, 犬丸 啓
    • 学会等名
      第54回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学 常三島キャンパス
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
  • [学会発表] High-pressure synthesis, structures, and properties of new germanides2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Saito and ○Hiroshi Fukuoka
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR) 2014
    • 発表場所
      Incheon/Seoul South Korea
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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