薄膜積層化によるC_<70>へのIIa族元素ド-ピングと超伝導の探索

通过薄膜堆叠在C_<70>中掺杂IIa族元素并寻找超导性

• 批准号: 08454102
• 负责人: 小林 本忠
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Himeji Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08454102/
• 关键词: フラーレン; 蒸着; 積層膜; ド-ピング; 超伝導

IIa族元素とC_<70>薄膜をその相対膜厚比を制御して積層させ、熱処理によってC_<70>へのIIa族元素ド-ピング化合物M_xC_<70>の作製を試み、金属相・超伝導相の出現を電気抵抗測定によって探索した。非ドープC_<70>薄膜の高抵抗値からドープC_<70>薄膜に期待される金属相の低抵抗値まで連続的に測定する為に、絶縁抵抗計/エレクトロメーターを購入し、既存の低抵抗用電気伝導度測定装置に組み込んだ。ゲートバルブ、R/L導入器からなる試料移送用小型真空容器を設計・購入し、試料を大気に曝すことなく各種装置間で移送可能にし、製膜から反応、物性測定までを行えるようにした。これらを用いて行ったC_<70>薄膜へのカリウムドープについては、電気抵抗のドープ時間依存性の測定からx=1、3、4の相に対応する抵抗極小を検出し、それぞれの相での電気抵抗の温度依存性を測定することに成功した。結果X=3、4の相は、室温の抵抗値がそれぞれ10^<-2>Ωcm、10^<-3>Ωcmとなり、金属相であることが示唆された。IIa族元素については、ド-ピング元素としてカルシウムを選んだ。Ca_5C_<60>が超伝導体であることからCa_5C_<70>を作製することにし、この割合でCaとC_<70>の積層膜をガラス基盤上に作製した。200℃で熱処理した結果抵抗率が元のC_<70>薄膜に比べて約7桁小さくなることを見出したが、温度依存性測定の結果は温度下降とともに抵抗値は大きくなり、エネルギーギャップは0.18eVと元のC_<70>薄膜と比べて1桁小さくなっているものの、半導体相であることがわかった。現在x=5以外の組成比についての実験を継続中である。また関連する内容としては、C_<70> (ICI) _x化合物を作製し、磁化率から金属相ではないと結論した。またK_3C_<70>においてTc=0.5K以下で超伝導によるものと思われる大きな反磁性磁化率を見出した。現在これらの結果を論文に執筆中である。

Control of film thickness ratio of group IIa elements and C_<70>(2 +) thin films, preparation of group IIa elements and M_(2 +) C_(2 +) thin films by heat treatment<70>, determination of electrical resistance of <70>metal phase and superconductivity phase The <70>measurement of the high resistance value of the non-C_thin film and the low resistance value of the metal <70>phase expected from the non-C_thin film is based on the purchase of an insulation resistance meter and the assembly of an existing low resistance electrical conductivity measurement device. Design, purchase, sample exposure, transfer possibility between various devices, film preparation, reaction and physical property measurement of small vacuum vessels for sample transfer using R/L introducers The <70>time dependence of the electrical resistance of the C_thin film was successfully determined by measuring the minimum electrical resistance of the C_thin film with x=1, 3 and 4. Results X=3, 4 and phase inversion, room temperature resistance values are 10^<-2>Ωcm, 10^<-3>Ωcm and metal phase are 10^Ω cm. Group IIa elements are selected from the group consisting of: Ca_5C_<60>(2-x) superconductors are formed on the substrate by the formation of Ca_5C<70>_(2-x) superconductors<70>. Heat treatment at 200℃ results in resistivity of C_<70>thin film of about 7 eV, temperature dependence measurement results in temperature decrease, resistance of C_thin film of about 0.18 eV<70>, semiconductor phase. Now x=5 and the composition of the outside is not the same. C_<70>(ICI) _x compounds were prepared and their magnetic susceptibility was determined. The <70>magnetic susceptibility of superconductivity below K_3C_Tc=0.5K is observed. Now the results are in writing.

项目成果

M. Kobayashi et al.: "Synthesis and X-ray Diffraction of Intercalation Compounds of C_<70>." Proc. 189th ECS Meeting, Recent Advances in the Chemistry and Physics of Fullerenes and Related Materials. 3. 1071-1079 (1996)

M. Kobayashi 等人：“C_<70> 插层化合物的合成和 X 射线衍射”。