固体中の化学結合の生成と切断を利用した格子コラプス型アクチュエータの創製

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24654106
• 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: 野原 実 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (70272531)
• 連携研究者: 工藤 一貴 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 准教授 (40361175) ; 横谷 尚睦 岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (90311646)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アクチュエータ / 超伝導

研究概要

鉄系超伝導の基本物質CaFe2As2における格子コラプス転移、すなわち結晶のc軸方向へのヒ素の化学結合形成に伴う急激かつ巨大な軸長の収縮を利用したアクチュエータの創製に取り組んだ。様々な化学種をドープした単結晶試料における格子コラプス転移を調べた結果、Rhをドープした場合に300 Kで格子コラプス転移が生じ、温度を制御パラメータとしたアクチュエータ動作が可能であることが明らかになった。
副産物として３つの超伝導体を発見した。LaとPをコドープしたCaFe2As2、Ca10(Ir4As8)(Fe2As2)5、LaをドープしたCaFeAs2である。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced superconductivity up to 43 K by P/Sb doping of Ca_<1->xLa_xFeAs_2 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, T. Mizukami, Y. Kitahama, D. Mitsuoka, K. Iba, K. Fujimura, N. Nishimoto, Y. Hiraoka, M. Nohara
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 83 ページ: 025001 (2 pages)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.83.025001
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒ素の化学を利用した鉄系超伝導体の物質開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野原実、工藤一貴
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 68巻 ページ: 226-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergence of superconductivity at 45 K by lanthanum and phosphorus co-doping of CaFe_2As_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, K. Iba, M. Takasuga, Y. Kitahama, J. Matsumura, M. Danura, Y. Nogami, M. Nohara
  • 雑誌名: Scientific Reports 3 ページ: 1478 (5 pages)
  • DOI: 10.1038/srep01478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collapsed Tetragonal Phase Transition of Ca(Fe_<1->xRh_x)_2As_2 Studied by Photoemission Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tsubota, T. Wakita, H. Nagao, C. Hiramatsu, T. Ishiga, M. Sunagawa, K. Ono, H. Kumigashira, M. Danura, K. Kudo, M. Nohara, Y. Muraoka, T. Yokoya
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn.82 ページ: 073705 (5 pages)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.073075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity in Ca_<10>(Ir_4As_8)(Fe_2As_2)_5 with Square-Planar Coordination of Iridium (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, D. Mitsuoka, M. Takasuga, Y. Sugiyama, K. Sugawara, N. Katayama, H. Sawa, H. S. Kubo, K. Takamori, M. Ichioka, T. Fujii, T. Mizokawa, and M. Nohara
  • 雑誌名: Scientific Reports 3 ページ: 3101 (5 pages)
  • DOI: 10.1038/srep03101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconductivity in Ca_<1->xLa_xFeAs_2 : A Novel 112-Type Iron Pnictide with Arsenic Zigzag Bonds (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Katayama, K. Kudo, S. Onari, T. Mizukami, K. Sugawara, Y. Sugiyama, Y. Kitahama, K. Iba, K. Fujimura, N. Nishimoto, M. Nohara, and H. Sawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 82 ページ: 123702 (4 pages)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.123702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant Phonon Softening and Enhancement of Superconductivity by Phoshorus Doping of BaNi_2As_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kudo, M. Takasuga, Y. Okamoto, Z. Hiroi, M. Nohara
  • 雑誌名: Phys 巻: Rev. Lett. 109 ページ: 097002 (5 pages)
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.097002
  • 査読あり
• [学会発表] Superconductivity in Doped CaFeAs_2 and CaFe_2As_2 (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: 2014 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20140421-25
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity at 45 K in CaFeAs_2 and CaFe_2As_2 (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: Quantum Materials Symposium 2014
  • 発表場所: Muju Deogyusan Resort, Korea
  • 年月日: 20140222-26
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity in CaFeAs_2 (112) and CaFe_2As_2 (122) with RE doping (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: International Workshop on Interface Science for Novel Physical Properties and Electronics
  • 発表場所: Okayama University, Okayama, Japan
  • 年月日: 20131209-11
• [学会発表] Novel Superconductors with Polyatomic Zintle Anions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013 (NS2)
  • 発表場所: The Grand Hall, Tokyo, Japan
  • 年月日: 20131121-22
• [学会発表] Exploration of novel super- conductors using arsenic chemistry (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: ICTP LEMSUPER Conference on Mechanisms and Developments in Light- Elements Based and Other Novel Super- conductors
  • 発表場所: Trieste, Italy
  • 年月日: 20130924-26
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity at 45 K by lanthanum and phosphorus co-doping of CaFe_2As_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: The 16th US-Japan Workshop on Advanced Superconductors
  • 発表場所: University of Dayton Research Institute, OH, USA
  • 年月日: 20130710-12
  • 招待講演
• [学会発表] d電子系物質の超伝導と「ジグザク」構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野原実
  • 学会等名: 日本物理学科第68会年次大会
  • 発表場所: 広島大学(シンポジウム講演)
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Development of new supercon- ductors using arsenic chemistry (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: Quantum Materials Symposium 2013
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20130128-0202
  • 招待講演
• [学会発表] Superconductivity Induced by Pt Doping of IrTe_2 with Triangular Lattice (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nohara
  • 学会等名: International Conference on Electronic Materials 2012 (IUMRS-ICEM 2012)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20120923-28
  • 招待講演
• [学会発表] 複合カチオン化合物としての新規超伝導体の物質設計と今後の展望 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野原実
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20120919-21
  • 招待講演
• [学会発表] 軌道と格子の自由度を使った超伝導体の物質開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野原実
  • 学会等名: 京都大学基礎物理学研究所研究会「鉄系高温超伝導体の物理?スピン・軌道・格子?」
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20120621-22
  • 招待講演