2003 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンクラスレートの超伝導とカゴ構造安定性の低温高圧ラマン散乱研究
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15340095
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
清水 宏晏 岐阜大学, 工学部, 教授 (80023258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久米 徹二 岐阜大学, 工学部, 助手 (30293541)
佐々木 重雄 岐阜大学, 工学部, 助教授 (30196159)
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| Keywords | シリコンクラスレート / 高圧ラマン散乱 / ゲスト-ホスト相互作用 / 超伝導 / ケージ構造 / ゲスト振動 |
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| Research Abstract |
この研究の目的は,ダイヤモンド・アンビル・セル(DAC)を用いて,ゲスト-ホストの相互作用を制御する高圧力下のラマン散乱測定により,(1)Ba_8Si_<46>における超伝導出現の起因とみられるSi(20)とSi(24)のカゴ中のBaゲスト原子の局在振動の観測とホストであるSiネットワークの相互作用を評価すること,(2)これらシリコンクラスレート化合物群(I型M_8Si_<46>:M;Na,K,Ba,I,II型M_XSi_<136>:X=1〜24)の各温度及び高圧力城における構造安定性と高圧相転移,またゲスト-ホストの相互作用を明らかにし,未解決の半導体クラスレート化合物群を統一的に理解する基礎物性物理の確立を目指すことである。
-研究成果-
1.シリコンクラスレートのラマン散乱分光では,低波数域40-200cm^<-1>に出現するゲストによるフォノンモードが重要であり,現有のアルゴン気体レーザではこの領域にエミッションが多く存在するため,本補助の主要設備である半導体励起高出力グリーンレーザを用いて,これらの振動モードの観測を行い,典型的シリコンクラスレートBa_8Si_<46>において,世界に先駆けてBa原子の振動を検出した。観測したこの振動数から,超伝導へのBa原子の寄与が評価される。
2.さらに,K_8Si_<46>,I_8Si_<44>I_2についても同様の測定を行い,K原子やI原子の振動を初めて観測した。
3.また,高圧力下のラマン散乱測定により,ゲスト-ホスト相互作用の評価,圧力誘起の相転移やケージ構造の安定性を調べた。
これらの成果は,裏面の研究発表欄に見られる様に,アメリカのPhys.Rev.Lett.やPhys.Rev.B誌に公刊した。さらに,引き続いて平成16年度においては,II型のシリコンクラスレートや全ての温度変化を研究し,半導体クラスレートの基礎物性物理の確立を目指したい。
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[Publications] T.Kume et al.: "High-Pressure Raman Study of Ba Doped Silicon Clathrate"Phys.Rev.Lett.. 90・15. 155503/1-155503/4 (2003)
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[Publications] H.Shimizu et al.: "High-pressure Raman study of the iodine-doped silicon clathrate I_8Si_<44>I_2"Phys.Rev.B. 68・21. 212102/1-212102/4 (2003)
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[Publications] T.Kume et al.: "High-Pressure Raman Study of Silicon Clathrates"Second French-Japanese Seminar on Clathrates of Silicon and Related Elements. 8 (2003)
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[Publications] H.Shimizu et al.: "Vibrational and Optical Properties of I_8Si_<44>I_2 clathrate at High-pressures"Second French-Japanese Seminar on Clathrates of Silicon and Related Elements. 10 (2003)
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[Publications] 久米徹二: "シリコンクラスレート化合物の超高圧ラマン散乱"高圧力の科学と技術. (印刷中). (2004)
