2007 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造と活性アニオンを利用した透明酸化物の機能開拓
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16GS0205
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
細野 秀雄 Tokyo Institute of Technology, フロンティア研究センター, 教授 (30157028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川路 均 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (10214644)
神谷 利夫 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (80233956)
平山 博之 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (60271582)
林 克郎 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (90397034)
柳 博 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (30361794)
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| Keywords | エレクトライド / 金属・絶縁体転移 / 超伝導 / 仕事関数 / 拡散 / 元素戦略 / C12A7 |
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| Research Abstract |
(1)C12A7:O^<2->のゲージ中から酸素イオンを引き抜き、電子と交換するプロセスを改良し、金属カルシウムに代わってチタン金属を使用することで、1100℃まで試料を損なうことなくO^<2->と電子との交換ができることがわかった。
(2)電子を2×10^<21>cm^<-3>までゲージ中に導入を試み、その過程で半導体-金属転移(MI転移)がNe=1×10^<21>cm^<-3>で生じることを見出した。また、電子の移動度が、MI転移の前後で大きく変化し、金属状態の方が大きいことがわかった。これはこれまでの半導体のMI転移での変化と逆であり、X線回折のMEM解析からケージの対称性が金属化によって著しく向上していることが原因であることを突き止めた。
(3)金属化したC12A7:e-が0.4Kで超電導状態に転移することを発見した。セメント超電導体が実現したことになる。
(4)C12A7:e-の正確な仕事関数の値を、単結晶の清浄表面を使った実験から2.4eVであると求めることができた。この値は金属カリウムと同程度であり極めて低い。しかも空気中で安定というこれまでの低仕事関する金属とは全く異なる物性を示すことがわかった。
(5)C12A7:e-の有機ELのカソードとしての性能を調べるために、Alq3への電子注入障壁を光電子分光により求め、その値が0.7eVとAlの場合の1/3程度まで低減化することを見出した。有機ELの電子注入材料として可能性が得られたことになる。
(6)C12A7:O^<2->は高温域での酸素イオンの伝導機構を調べるために、^<18>O_2分子をトレーサーとした拡散実験から、酸素イオンの交換が支配的であることが明らかになった。
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