2003 Fiscal Year Annual Research Report
4d,5d遷移金属を含む多元系内の新物質探索と電気・磁気的特性の解明
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03J02838
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Research Institution | National Institute for Materials Science |
Principal Investigator |
櫻井 裕也 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料研究センター, 特別研究員(PD)
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Keywords | 高圧合成 / 低スピン / 4d遷移金属 / 5d遷移金属 / 電気伝導性 / 磁性 / 新物質 / 超伝導 |
Research Abstract |
4d,5d遷移金属酸化物の高圧合成を行い、新物質探索を行った。特にA_3W_2O_9(A=Sr,Ba)が新物質として見つかった。A=Srの場合、常圧下では上記のような組成の化合物は存在しない。Srよりイオン半径の大きいBaの場合は、常圧下では組成式は同じでも別の構造をとる。このことは実際の圧力と化学的圧力の関係を明らかにする上で興味がもたれる。 A_3W_2O_9の高圧相と同じ構造を持つA_3Re_2O_9も高圧下で合成し、その電気・磁気的特性を調べた。電気的特性は絶縁体的であるにもかかわらず、磁気的には金属のようにスピン自由度が縮退したかのような振る舞いをすることを明らかにした。また、A=Srの場合、160K付近に磁気的な転移を起こすのに対し、A=Baの場合、そのような振る舞いはせず低温まで弱い常磁性的な温度依存性を示すことを明らかにした。 また、すでに4d,5d遷移金属と同じく低スピン状態をとるNa_xCoO_2・yH_2O(x〜0.35,y〜1.3)を発見し、それが転移温度約5Kの超伝導体であることを明らかにしていたが、磁気的特性の測定によりその超伝導が従来知られている超伝導とは異なり特異な超伝導状態にある可能性が非常に高いことを示した。さらにCoに対する他の遷移金属の置換効果に関しても報告した。中でもFe置換系に関して、極僅かな置換により強磁性的な振る舞いが生じている可能性があることを示した。これはこの超伝導が、高温超伝導体の場合と同様、磁気秩序相に近い相にあることを示唆する。また、類縁の構造をもつy〜0.7の物質も発見し、その構造解析から先の物質の超伝導性が磁気揺らぎが媒介する超伝導であることを示唆する結果を得た。現在、合成方法、Coの価数、超伝導特性の相互の関係を研究中である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Hiroya Sakurai: "Unconventional upper- and lower-critical fields and normal state magnetic susceptibility of the superconducting compound Na_<0.35>CoO_2・1.3H_2O"Physical Review B. 68. 132507 (2003)
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[Publications] 桜井裕也: "新しいコバルト酸化物超伝導体Na_xCoO_2・yH_2O(x=0.35,y=1.3)"固体物理. 38. 561 (2003)
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[Publications] Hiroya Sakurai: "The role of the water molecules in novel superconductor, Na_<0.35>CoO_2・1.3H_2O"Physica C. (発表予定につき未定).
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[Publications] 桜井裕也: "三角格子新規 バルト酸化物の超伝導の発見とマクロ物性に評価"日本物理学会講演概要集. 58・2. 505 (2003)
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[Publications] 桜井裕也: "Na_xCoO_2・yH_2Oの超伝導II"日本物理学会講演概要集. 59・1(発表予定につき未定). (2003)
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[Publications] 桜井裕也: "蜂の巣格子をもつSr3Re2O9のキャリアー数、バンド幅制御"粉体粉末冶金協会講演概要集. 平成15年度春季. 56 (2003)