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2020 年度 実績報告書

高機能複合アニオン化合物の理論設計:複雑なアニオン配置の制御と活用に向けて

公募研究

研究領域複合アニオン化合物の創製と新機能
研究課題/領域番号 19H04697
研究機関大阪大学

研究代表者

越智 正之  大阪大学, 理学研究科, 助教 (10734353)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード複合アニオン化合物 / 第一原理計算 / 遷移金属酸化物 / 超伝導
研究実績の概要

複合アニオン化合物の利点は、複数種のアニオンによってもたらされる、その広大な設計自由度にある。一方、そうした広大な自由度を活かすのは非常に難しく、どのような物性機能がどういった複合アニオン化合物で実現しうるか、理論研究の立場から提案することは重要な意味をもつ。当該年度、我々は遷移金属酸水素化物が非従来型超伝導体の候補物質となることを理論計算から指摘した。我々はRuddlesden-Popper相の層状酸化物をベースとしたNi酸水素化物に注目した。第一原理計算の結果、頂点酸素を水素が置換した場合、格子定数の変化およびそれにともなう結晶場効果によって、dx2-y2バンドとそれ以外のdバンドのエネルギー準位差が大きくなることがわかった。結果として、Fermi levelがdx2-y2バンドを横切りつつも、それ以外の軌道がFermi levelの下に密集している状況が実現する。このようなバンド構造は、理論的に高温超伝導をうみだしうるとされたincipient bandの状況とまさに対応する。その結果として、揺らぎ交換近似および線形化Eliashberg方程式の解析をおこなうと、高い超伝導転移温度が期待できることが明らかになった。特にその増強は、高温超伝導体として広く知られる銅酸化物高温超伝導体に匹敵することも明らかになった。このように多軌道性に由来した超伝導性の増強は、理論的にも興味深い。これらの研究成果は、複数の研究会で報告したほか、学術論文の形でも報告した。これ以外にも様々な複合アニオン化合物の新奇物性について、理論提案および実験と連携した理論解析を遂行し、複合アニオン化合物に関する様々な新しい知見を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Designing nickelate superconductors with d8 configuration exploiting mixed-anion strategy2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamine Naoya、Ochi Masayuki、Kuroki Kazuhiko
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 ページ: 042032(R)-(1-7)

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.042032

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epitaxial Stabilization of SrCu3O4 with Infinite Cu3/2O2 Layers2020

    • 著者名/発表者名
      Takatsu Hiroshi、Ochi Masayuki、Yamashina Naoya、Namba Morito、Kuroki Kazuhiko、Terashima Takahito、Kageyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 ページ: 10042~10047

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c01213

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hidden Ladder in SrMoO3/SrTiO3 Superlattices: Experiments and Theoretical Calculations2020

    • 著者名/発表者名
      Takatsu Hiroshi、Yamashina Naoya、Ochi Masayuki、Huang Hsin-Hui、Kobayashi Shunsuke、Kuwabara Akihide、Terashima Takahito、Kuroki Kazuhiko、Kageyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 074801~074801

    • DOI

      10.7566/JPSJ.89.074801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ペロブスカイト酸化物のアニオン制御と電子物性2020

    • 著者名/発表者名
      荻野 拓、越智 正之、陰山 洋
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 89 ページ: 573~579

    • DOI

      10.11470/oubutsu.89.10_573

    • 査読あり
  • [学会発表] Possible incipient-band-induced unconventional superconductivity in nickelates with large crystal field splitting2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Kuroki, Naoya Kitamine, and Masayuki Ochi
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合アニオン系ニッケル化合物における圧力印加による非従来型超伝導の可能性2021

    • 著者名/発表者名
      北峯尚也, 越智正之, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
  • [学会発表] 複合アニオン化合物の物質機能の第一原理的研究2021

    • 著者名/発表者名
      越智正之
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
  • [学会発表] 複合アニオン化合物における理論物質設計の試み2021

    • 著者名/発表者名
      越智正之
    • 学会等名
      第12回複合アニオン ウェブセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 複合アニオン系Ruddlesden-Popper型化合物における多軌道性に起因する非従来型超伝導の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      北峯尚也, 越智正之, 黒木和彦
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [図書] 複合アニオン化合物の科学2021

    • 著者名/発表者名
      陰山 洋、荻野 拓、長谷川 哲也
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30610-9

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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