超高圧下における新充填スクッテルダイト化合物の物質開発

超高压下新型填充方钴矿化合物的材料开发

• 批准号: 15072201
• 负责人: 城谷 一民
• 金额: $ 66.37万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15072201/
• 关键词: スクッテルダイト化合物; 高圧合成; 新物質開発; 電気的性質; 磁気的性質; 超伝導; 粉末X線回折; 粉末X線解析

充填スクッテルダイト化合物は組成により異方的超伝導、重い電子系的振舞、金属-絶縁体転移、多極子転移など様々な異常物性を示すことが知られている。この変化に富んだ物性はこの系の結晶構造の特異性、電子構造の特異性及び希土類4f電子の不安定性に起因していると考えられている。本研究では新充填スクッテルダイト化合物を高圧合成法により作成し、その基礎物性を評価することにより、この系に特有な異常物性を浮き彫りにさせ、新物質開発を通して物性物理学の新分野を開拓することを目的とする。本申請により購入した超高圧合成装置(室蘭工業大学、平成16年2月設置)を用いて、圧力範囲5〜20GPa、温度範囲600〜1600℃において新充填スクッテルダイト化合物の合成を行った。その結果、重希土類元素のHo,Er,Tm,Yb及びYを含む充填スクッテルダイト化合物の合成に成功した。重希土類元素を含む充填スクッテルダイト化合物の試料合成は極めて難しく、合成したバルク試料の一部分だけが単一相となる場合も少なくない、このような試料の微小領域の評価には本申請で購入した湾曲IP X線装置が不可欠であった。また、二元系のCoP_3、RhP_3に希土類元素を部分的に充填した系Ln_xCo_4P_<12>、Ln_xRh_4P_<12>(Ln=希土類元素)の合成も試みた。その結果、いくつかの試料の合成に成功し、超伝導など興味深い現象を見出した。La_xRh_4P_<12>はLaの充填率が100%に近い試料の合成に成功し、充填スクッテルダイト化合物で最も転移温度の高い超伝導体(T_c=18K)であることが分かった。

The composition of the filling compound is different from that of the superconductivity of the square, the vibration of the heavy electron system, the metal-insulator transition, the multipole transition, and the abnormal physical properties. The characteristics of crystal structure, electronic structure and instability of rare earth 4f electrons in this system are investigated. In this study, the preparation and evaluation of basic physical properties of new filling compounds by high pressure synthesis method were carried out, and the development of new materials was carried out. This application is for the purchase of an ultra-high pressure synthesis facility (Muroran Institute of Technology, installed in February 2016) for the synthesis of new compounds with a pressure range of 5 to 20GPa and a temperature range of 600 to 1600℃. As a result, Ho,Er,Tm,Yb and Yb compounds containing rare earth elements were synthesized successfully. Sample synthesis of compounds containing heavy earth elements is extremely difficult, and synthesis of a part of the sample is difficult. Evaluation of micro-areas of the sample is necessary for the purchase of IP X-ray devices in this application. The binary system CoP_3, RhP_3 and rare earth elements are partially filled in by the system Ln_xCo_4P_<12>, Ln_xRh_4P_<12>(Ln= rare earth elements). The results show that the synthesis of samples is successful, and the phenomenon of superconductivity is deep in interest. The <12>filling ratio of La_xRh_4P_La is 100% and the synthesis of near-middle sample is successful. The filling ratio of La_xRh_4P_La is 100% and the highest temperature transition temperature of high-middle temperature conductor (T_c=18K) is achieved.

项目成果

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)

I.Shirotani等：“系统高压合成新型填充式方钴矿与重镧系元素LnFe_4P_<12>（Ln=重镧系元素，包括Y）”J.Solid State Chem.. 174. 32-34 (2003)

Pressure effect for metal-insulator transition in filled skutterudite SmRu_4P_<12>

填充方钴矿SmRu_4P_<12>中金属-绝缘体转变的压力效应

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds 408-412
• 作者: 金子浩也;氷鉋揚四郎;A.Miyake et al.
• 通讯作者: A.Miyake et al.

Thermoelectric properties of Ce based filled skutteudite phosphides,

Ce基填充方钴矿磷化物的热电性能，

• 发表时间: 2004
• 期刊: 電気学会論文誌A 124
• 作者: Tachihara;K.;木村 公洋;鍵山善之;S. Mizuta;M.Uehara;R.Giri et al.
• 通讯作者: R.Giri et al.

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)

Chihiro Sekine、Kazutami Shirotani：“方钴矿化合物的高压合成和物理性质”高压科学与技术。 13. 176-182 (2003)

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

I.Shirotani等人：“高压下制备的新型填充方钴矿YFe_4P_<12>的超导性”J.Phys.Condens.Matter。