溶液ならびに電気化学プロセスによる高温炭素系超伝導体の作製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24654105
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 久保園 芳博 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80221935)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 超伝導 / 溶液プロセス / 電気化学 / 有機芳香族 / グラファイト / 鉄セレン系物質 / 電界効果キャリア注入

研究概要

有機芳香族分子、グラファイト、フラーレンを始めとする炭素系物質への金属インターカレーションを、各種溶媒を使った低温プロセスと、イオン液体を使う電気化学反応により行い、新規な超伝導体を作製した。有機芳香族分子の中では、フェナセン、グラファイトへの金属挿入に成功し、超伝導転移温度で、11.5 Kを実現した。さらに、関連して、FeSeのような二次元層状物質への金属挿入によって超伝導転移を実現することができ、高圧下で46 Kの超伝導転移を実現した。また、電気二重層を使ったキャリア注入を有機芳香族分子、とくにフェナセン系分子に対して実行し、極めて効率的にキャリアを注入することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic control of hole-injection barrier height with electron acceptors in [7]phenacene single-crystal field-effect transistors (2014)
  • 著者名/発表者名: X. He, S. Hamao, R. Eguchi, H. Goto, Y. Yoshida, G. Saito, Y. Kubozono
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 118 ページ: 5284-5293
  • DOI: 10.1021/jp4107469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting phases in (NH_3)_yM_xFeSe_<1-x>Te (M = Li, Na, and Ca) (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakai, L. Zheng, M. Izumi, K. Teranishi, R. Eguchi, H. Goto, T. Onji, S. Araki, T. C. Kobayashi, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Phys 巻: Rev. B, 89 ページ: 144509
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.89.144509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of zero resitivity in K-doped picene (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Teranishi, X. He, Y. Sakai, M. Izumi, H. Goto, R. Eguchi, Y. Takabayashi, T. Kambe, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 ページ: 060505(R)
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.060505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Edge-dependent transport properties in graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, E. Uesugi, R. Eguchi, A. Fujiwara, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Nano Lett 巻: 13 ページ: 1126-1130
  • DOI: 10.1021/nl3044844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-double-layer transitors with thin crystals of FeSe1-xTex(x = 0.9 and 1.0) (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Eguchi, M. Senda, E. Uesugi, H. Goto, T. Kambe, T. Noji, Y. Koike, A. Fujiwara, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 102 ページ: 103506
  • DOI: 10.1063/1.4795626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric double-layer capacitance between an ionic liquid and few-layer graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Uesugi, H. Goto, R. Eguchi, A. Fujiwara, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 1595
  • DOI: 10.1038/srep01595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of single crystal field-effect transistors with phenacne-type molecules and their excellent transistor characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: X. He, R. Eguchi, H. Goto, E. Uesugi, S. Hamao, Y. Takabayashi, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: 14 ページ: 1673-1682
  • DOI: 10.1016/j.orgel.2013.03.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parity effects in few-layer graphene (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Goto, E. Uesugi, R. Eguchi, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Nano Lett 巻: 13 ページ: 5153-5158
  • DOI: 10.1021/nl402404z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity in (NH_3)_yCs_<0.4>FeSe (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Zheng, M. Izumi, Y. Sakai, R. Eguchi, H. Goto, Y. Takabayashi, T. Kambe, T. Onji, S. Araki, T. C. Kobayashi, J. Kim, A. Fujiwara, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Phys 巻: Rev. B, 88 ページ: 094521
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.88.094521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of high performance/highly functional field-effect taransistor devices based on [6]phenacene thin films (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Eguchi, X. He, S. Hamao, H. Goto, H. Okamoto, S. Gohda, K. Sato, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys 巻: 15 ページ: 20611-206167
  • DOI: 10.1039/c3cp53598c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and physical properties of metal-doped picene solids (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kambe, X. He, Y. Takahashi, Y. Yamanari, K. Teranishi, H. Mitamura, S. Shibasaki, K. Tomita, R. Eguchi, H. Goto, Y. Takabayashi, T. Kato, A. Fujiwara, T. Kariyado, H. Aoki, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86 ページ: 214507
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.86.214507
  • 査読あり
• [学会発表] New Carbon Superconductors : Synthese and Physical Properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: International Conference on 'Qunatum in Complex Materilas'
  • 発表場所: Ischia, Italy
  • 年月日: 20130527-0601
  • 招待講演
• [学会発表] Organic hydrocarbon superconductors GORDON RESEARCH CONFERNCE (Superconductivity) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: Les Diablerets
  • 発表場所: Switzerland
  • 年月日: 20130512-17
  • 招待講演
• [学会発表] 芳香族超伝導の実験の状況 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 学会等名: 日本物理学会シンポジウム「相関電子系の超伝導―実験と理論の連携が生み出す俯瞰」
  • 発表場所: 広島大、東広島市
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Superconductivity in metal-intercalated FeSeTe, graphite and hydrocarbons (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: ICTP LEMSUPER Conference on Mechanisms and Developments in Light-Element Based and Other Novel Superconductors
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 年月日: 2013-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] 有機多環縮合炭化水素のエレクトロニクス応用と超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久保園芳博
  • 学会等名: 第7回分子科学会討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-09-24
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in metal doped hydrocarbons : characterization, structure, transport properties and mechanism of superconductivity (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: ISCOM 2013
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2013-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] Phenacene field-effect transistors : High performance and application toward gas sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: EXPO Analyti2013
  • 発表場所: Suzhou China
  • 年月日: 2013-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity and transistor characteristics of carbon based materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: The 6th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology
  • 発表場所: Ha long City, Vietnum
  • 年月日: 2012-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity and electronics of new carbon materials Mulyifunctional Hybrids and Organics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 発表場所: Napoli, Italy
  • 年月日: 2012-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Interface Control of Phenacene Field-effect Transistors and Excellent FET Characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubozono
  • 学会等名: Workshop on Surfaces, INterfaces and Functionalization Processes in Organic Compounds and Applications - SINFO2012
  • 発表場所: Parma, Italy
  • 年月日: 2012-06-22
• [備考]
  • URL: http://interfa.rlss.okayama-u.ac.jp/