ナノサイズ分子系の振電相互作用による超伝導発現機構の解明と予測に関する理論的研究

阐明和预测纳米分子系统中电子振动相互作用引起的超导机理的理论研究

• 批准号: 01J11595
• 负责人: 加藤 貴
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kyoto University (2002-2003)Institute Fundamental Chemistry (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J11595/
• 关键词: 分子超伝導性; 振電相互作用; 電子・フォノン結合定数; ナノサイズ分子; 逆同位体効果; 分子構造; 電荷移動; フッ素原子置換; ヤーン・テラー効果; 電子-フォノン相互作用; 分子性超電導; クーパー対; 電気陰性度摂動効果

様々な分子超伝導性発現の可能性について探ることは大変興味深く、学術上、意義があるものと考えられる。そこで、これらの超伝導性は分子内振動とフロンティア軌道との間の振電相互作用によって引き起こされるという仮説に基づき、電子・フォノン結合定数を計算した。分子性結晶が大きな超伝導臨界温度をもつための基礎的条件を考察するため、分子サイズが小さくて対称性が高い、立方体型クラスター、キュバン(C_8H_8)について考察した。その結果、キュバンでは非常に大きな電子・フォノン結合定数の値0.495eVが得られ、200K以上で超伝導性を示し得ることを提案した。また、キュバンのモノアニオンにおいては重水素置換による逆同位体効果が観測される可能性があることを理論的に示した。アセン系分子の水素原子をフッ素原子で置換したフルオロアセンについても全く同様の研究を行ったが、フルオロアセンはアセンよりも非常に大きな電子・フォノン結合定数を持つことがわかった。アセン系分子とフェナントレン系分子のカチオンにおける電子・フォノン結合定数を計算し、さらには、電荷移動について考察した。アセン系分子とフェナントレン系分子など、ナノサイズ分子の常伝導状態と超伝導状態の関連について考察した。これらの一連の研究から、分子性化合物が高温超伝導性を示す条件として「(1)分子サイズが小さい(2)分子が高い対称性をもつ(3)高振動数振動モードが超伝導性発現に重要な働きをする(4)電気伝導に関わらない原子の質量を重くする」ということを提案している。

Others 々 ultrafast な 伝 conductivity 発 possibility is の に つ い て agent る こ と は big - tumblers deep く, academic, meaning が あ る も の と exam え ら れ る. そ こ で, こ れ ら の super 伝 conductivity は intramolecular vibration と フ ロ ン テ ィ ア orbit と の vibration electric interaction between の に よ っ て lead き up こ さ れ る と い う 仮 said に づ き, electronic フ ォ ノ ン し destiny を calculation た. Crystallization が molecular sex き な super 伝 guide critical temperature を も つ た め を の basic condition investigation す る た め, molecular サ イ ズ が small さ く て said seaborne が high い, cubic shape ク ラ ス タ ー, キ ュ バ ン (C_8H_8) に つ い て investigation し た. そ の results, キ ュ バ ン で は very big に き な electronic · フ ォ ノ ン combined with destiny の nt 0.495 eV が have ら れ, more than 200 k で 伝 conductivity を し have indicated る こ と を proposal し た. ま た, キ ュ バ ン の モ ノ ア ニ オ ン に お い て は heavy water element displacement に よ る inverse with a sharper fruit body が 観 measuring さ れ る possibility が あ る こ と に を theory in し た. ア セ ン molecular の is water element atoms を フ ッ element atoms で replacement し た フ ル オ ロ ア セ ン に つ い て も full く with others in line の research を っ た が, フ ル オ ロ ア セ ン は ア セ ン よ り も very big に き な electronic · フ ォ ノ ン combined with destiny を hold つ こ と が わ か っ た. ア セ ン department of molecular と フ ェ ナ ン ト レ ン department molecular の カ チ オ ン に お け る electronic · フ ォ ノ ン し destiny を calculation, さ ら に は, charge mobile に つ い て investigation し た. ア セ ン department of molecular と フ ェ ナ ン ト レ ン department molecular な ど, ナ ノ サ イ ズ molecular の often 伝 guide と super 伝 guide state の masato even に つ い て investigation し た. こ れ ら の for の research か ら, molecular compounds が high temperature super 伝 conductivity を す conditions in と し て "(1) molecular サ イ ズ が small さ い (2) high molecular が い said sex seaborne を も つ (3) high vibration number モ ー ド が super 伝 conductivity 発 に now important な 働 き を す る (4) electric 気 伝 guide に masato わ ら な い を heavy atoms の quality く す る" と い う こ と を proposal Youdaoplaceholder0 て る.

项目成果

Takashi Kato: "Electron-Intramolecular-phonon coupling and possible superconductivity in negatively charged coronene and corannulene"THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. 117・5. 2324-2331 (2002)

加藤隆：“带负电的晕苯和晕环烯中的电子-分子内-声子耦合和可能的超导性”化学物理杂志 117・5（2002 年）。

Takashi Kato: "Electron-phonon interactions in charged cubic fluorocarbon cluster, (CF)_8"THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. 120・2. 1006-1016 (2004)

加藤隆：“带电立方碳氟团簇中的电子-声子相互作用，(CF)_8”化学物理杂志120・2（2004）。

Takashi Kato: "Electron-phonon interactions in monoanions of fluoroacenes"THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. 119・21. 11318-11328 (2003)

加藤隆：“氟并苯单阴离子中的电子-声子相互作用”化学物理杂志119・21（2003）。

Takashi Kato: "Vibronic coupling and Jahn-Teller effects in charged hydrocarbons"ADVANCES IN QUANTUM CHEMISTRY. (印刷中). (2003)

Takashi Kato：“带电碳氢化合物中的振动耦合和 Jahn-Teller 效应”量子化学进展（2003 年出版）。

Takashi Kato: "Molecular concepts of normal and superconducting states in acenes and B, N-substituted acenes : A theoretical study"THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. 118・8. 3804-3815 (2003)

加藤隆：“并苯和B，N-取代并苯的正常和超导状态的分子概念：理论研究”化学物理杂志118・8 3804-3815（2003）。