2003 Fiscal Year Annual Research Report

重希土類で置換した新スクッテルド鉱型化合物の高圧合成と特異な物性

Research Project

Project/Area Number	14204032
Research Institution	Muroran Institute of Technology
Principal Investigator	城谷一民室蘭工業大学, 工学部, 教授 (90110692)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松平和之九州工業大学, 工学部, 助手 (40312342) 李哲虎独立行政法人産業技術総合研究所, 電力エネルギー研究部門, 研究員 (80358358) 関根ちひろ室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (60261385)
Keywords	高圧合成 / スクッテルダイト化合物 / 新物質開発 / 電気的性質 / 磁気的性質 / 超伝導
Research Abstract	充填スクッテルダイト化合物は一般式LnT_4X_<12>(Ln=lantanide,T=transition metal,X=pnicogen)であらわされ、異方的超伝導、四極子転移など強相関電子系特有の興味深い物性を示す。我々はすでに高圧合成法を用いて充填スクッテルダイト化合物の系統的な合成に成功している。特にRuをベースにした化合物を合成してこれらの物性を研究した。LaRu_4P_<12>は約7Kで超伝導、CeRu_4P_<12>は半導体、PrRu_4P_<12>は金属-絶縁体転移し、NdRu_4P_<12>は強磁性,SmRu_4P_<12>は反強磁性で金属-絶縁体転移,EuRu_4P_<12>は強磁性を示す。重希土類元素が入るGdRu_4P_<12>とTbRu_4P_<12>は反強磁性的振る舞いを見せる。しかしこれ以上の重希土類化合物の合成はできていない。我々は重希土類を含む新スクッテルダイト化合物の高圧合成を試みた。FeをベースにしたLnFe_4p_<12>(Ln=heavy lanthanide)の系統的な高圧合成を試み、YFe_4P_<12>, GdFe_4P_<12>, TbFe_4P_<12>, DyFe_4P_<12>, HoFe_4P_<12>, ErFe_4P_<12>, TmFe^4_P_<12>, YbFe_4P_<12>, LuFe_4P_<12>の合成に世界で初めて成功した。これらの新物質の電気的、磁気的性質を調べ、YFe_4P_<12>は7Kで超伝導、DyFe_4P_<12>やHoFe_4P_<12>は低温下で強磁性になることを発見した。またOsをベースにしたLnOs_4P_<12>(Ln=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho)の高圧合成にも成功した。このなかで、SmOs_4_P_<12>, EuOs_4P_<12>, YOs_4P_<12>, GdOs_4P_<12>, TbOs_4P_<12>, DyOs_4P_<12>, HoOs_4P_<12>は新物質である。YOs_4P_<12>は3Kで超伝導、SmOs_4P_<12>は反強磁性、EuOs_4P_<12>やGdOs_4P_<12>は強磁性を示すことを見出した。重希土類を含む化合物の合成は容易でないが、我々は新しい高圧合成装置を立ち上げに成功したので、まだ合成できていない新スクッテルダイト化合物の開発を勢力的に行っている。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] I.Shirotani et al.: "Superconductivity of new filled skutterudite YFe_4P_<12> prepared at high pressure"J.Phys.Condens.Matter. 15. S2201-S2205 (2003)
[Publications] I.Shirotani et al.: "Systematic high-pressure synthesis of new filled skutterudites with heavy lanthanide, LnFe_4P_<12> (Ln=heavy lanthanide, including Y)"J.Solid State Chem.. 174. 32-34 (2003)
[Publications] 関根ちひろ, 城谷一民: "スクッテルダイト化合物の高圧合成と物性"高圧力の科学と技術. 13. 176-182 (2003)
[Publications] R.Giri et al.: "Magnetic properties of Sm-based filled skutteudite phosphides"Physica B Condensed Matter. 329-333. 458-459 (2003)
[Publications] C.H.Lee et al.: "Single Crystal growth of skutterudite CoP_3 under high pressure"J.Crystal Growth. 263. 358-362 (2004)
[Publications] K.Kihou et al.: "High-pressure synthesis, electrical and magnetic properties of new filled skutteudites LnOs_4P_<12> (Ln=Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Y)"Materials Research Bulletin. 39. 317-325 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

重希土類で置換した新スクッテルド鉱型化合物の高圧合成と特異な物性

Principal Investigator

城谷 一民 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (90110692)

Research Products

[Publications] I.Shirotani et al.: "Superconductivity of new filled skutterudite YFe_4P_<12> prepared at high pressure"J.Phys.Condens.Matter. 15. S2201-S2205 (2003)

[Publications] I.Shirotani et al.: "Systematic high-pressure synthesis of new filled skutterudites with heavy lanthanide, LnFe_4P_<12> (Ln=heavy lanthanide, including Y)"J.Solid State Chem.. 174. 32-34 (2003)

[Publications] 関根ちひろ, 城谷一民: "スクッテルダイト化合物の高圧合成と物性"高圧力の科学と技術. 13. 176-182 (2003)

[Publications] R.Giri et al.: "Magnetic properties of Sm-based filled skutteudite phosphides"Physica B Condensed Matter. 329-333. 458-459 (2003)

[Publications] C.H.Lee et al.: "Single Crystal growth of skutterudite CoP_3 under high pressure"J.Crystal Growth. 263. 358-362 (2004)

[Publications] K.Kihou et al.: "High-pressure synthesis, electrical and magnetic properties of new filled skutteudites LnOs_4P_<12> (Ln=Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Y)"Materials Research Bulletin. 39. 317-325 (2004)

城谷一民室蘭工業大学, 工学部, 教授 (90110692)