新奇量子現象を示す層状無機セラミックス材料の合成と評価

具有新颖量子现象的层状无机陶瓷材料的合成与评价

• 批准号: 17750059
• 负责人: 加藤 将樹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750059/
• 关键词: 層状化合物; セラミックス; コバルト酸化物; インターカレーション; 金属半導体転移; 層状型化合物; 高温超伝導; 低次元物性

近年Co酸化物における初めての超伝導体が発見され,この化合物の結晶構造における三角格子CoO_2層のスピンフラストレーションが,超伝導発現に寄与していると考えられている.本年は,層状無機セラミックス化合物の中で,特にBi_2Sr_2Co_2O_yに着目した.この化合物は,Co酸化物超伝導体と同様の三角格子CoO_2層を有する.したがってCoO_2層のキャリアー濃度や結晶構造を変化させることにより,三角格子CoO_2層の電子状態を制御できると考えられる.そこでCoO_2層のキャリアー濃度を変化させるために元素置換を行い,さらに,CoO_2層間距離を制御するためにヨウ素,臭素をインターカレートした試料を作成し,その物性を詳細に評価し,構造と物性の関連について考察した.まずPbを置換した試料Bi_<2-x>Pb_xSr_2Co_2O_yにおいて,磁気・電気的特性の評価より,Pbを置換することにより,CoO_2層にキャリアーがドープされたことを確認した.次にBi_2Sr_2Co_2O_y相および,元素置換された化合物において,適切な反応条件下においてヨウ素および臭素がインターカレートされることを確認した.インターカレーションによりCoO_2面内構造は変化せず,層間距離のみ大きく増加することが分かった.得られた試料の磁気・電気的特性の測定結果より,ヨウ素をインターカレートした試料ではCoO_2層の二次元性が増加し,金属的になったと考えられる.また臭素をインターカレートした試料では,電気抵抗率の絶対値はホスト物質,ヨウ素をインターカレートした試料よりも小さくなり,さらに低温において金属-半導体転移が見られた。これらの結果から,CoO_2層間に臭素を含むブロック層を介して結合が生じていると考えられる.金属状態における電気抵抗率は金属-半導体転移以上の温度でT^2に比例しており,詳細な解析の結果,この領域において電子相関が強められていることが明らかとなった.このような電子相関が強く金属的な領域では,新奇な物性の発現が期待され,今後詳細な物性評価が必要であると考えられる.

In recent years, Co acid superconductors have been found in the crystal structure of Co acid compounds. In this year, Bi_2Sr_2Co_2O_y is the most interesting compound among layered inorganic compounds. This compound has a triangular lattice CoO_2 layer. CoO_2 layer's concentration, crystal structure and electronic state of triangular lattice CoO_2 layer are controlled. In this paper, we discuss how to control the interlayer distance of CoO_2, how to prepare the sample, how to evaluate the physical properties of CoO_2, and how to investigate the relationship between structural properties. Evaluation <2-x>of magnetic and electrical properties of Bi_ Pb_xSr_2Co_2O_y samples with Pb substitution and confirmation of Pb substitution in CoO_2 layer. Bi_2Sr_2Co_2O_y phase transition, element replacement compounds, appropriate reaction conditions, element replacement compounds, under appropriate reaction conditions. CoO_2 in-plane structure changes, interlayer distance increases, and so on. The magnetic and electrical properties of the samples were measured. The results showed that the CoO_2 layer had a quadratic increase in the elemental properties of the samples, and the metallic properties of the samples were increased. The temperature of the sample is low, and the resistance of the sample is low. The results show that CoO_2 interlayer is composed of two layers, one layer is composed of two layers and the other layer is composed of two layers. The metal state, the electrical resistivity, and the metal-semiconductor transition temperature T^2 ratio are analyzed in detail, and the electron correlation in this field is strong. In the field of strong electron correlation, new physical properties are expected to be discovered, and detailed physical properties evaluation is necessary in the future.

项目成果

低次元量子スピン系無機化合物の合成と物性

低维量子自旋无机化合物的合成及物理性质

• 发表时间: 2005
• 期刊: 化学と工業 58巻・9号
• 作者: Shingo Nakane et al.;Masaki Kato et al.;Masaki Kato et al.;Takeshi Waki et al.;Kumiko Morimoto et al.;M.Kato et al.;C.Michioka et al.;加藤将樹
• 通讯作者: 加藤将樹

Bi and Sr substitution effects on the spin-gap system Pb_2V_3O_9

Bi和Sr替代对自旋能隙系统Pb_2V_3O_9的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review B 73
• 作者: Shingo Nakane et al.;Masaki Kato et al.;Masaki Kato et al.;Takeshi Waki et al.
• 通讯作者: Takeshi Waki et al.

Possible spin triplet superconductivity in NaxCoO2·yH2O —59Co NMR studies

• DOI: 10.1088/0953-8984/18/2/022
• 发表时间: 2003-06
• 期刊: Journal of Physics: Condensed Matter
• 作者: M. Kato;C. Michioka;T. Waki;Y. Itoh;K. Yoshimura;K. Ishida;H. Sakurai;E. Takayama-Muromachi;K. Takada;T. Sasaki

^<59>Co NMR and NQR studies in the unconventional superconductor Na_<0.35>CoO_2・1.3H_2O

^<59>非常规超导体Na_<0.35>CoO_2・1.3H_2O的Co NMR和NQR研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physica B 359
• 作者: Kouki Totsuka;Makoto Tomita;櫻井裕也;Md Aminul Talukder;Kouki Totsuka;山浦一成;Makoto Tomita;Yin S.;Shuho Tatsuno;Balamurugan Sarkaraindar;Md Aminul Talukder;Makoto Tomita;山浦一成;Md Aminul Talukder;Md A.Talukder;下志万貴博;Md A.Talukder;櫻井裕也;Makoto Tomita;櫻井裕也;櫻井裕也;Shuho Tatsuno;櫻井裕也;Makoto Tomita;髭本亘;道岡千城;Kouki Totsuka;井原慶彦;Makoto Tomita;Balamurugan S;櫻井裕也;Shuho Tatsuno;Xu MX;櫻井裕也;Md A.Talukder;Wang XL;井原慶彦;高田和典;Md A.Talukder;櫻井裕也;Makoto Tomita;Shuho Tatsuno;加藤将樹
• 通讯作者: 加藤将樹

Synthesis and physical properties of Bi-Sr-Co-oxides with 2D-triangular Co layers intercalated by iodine

• DOI: 10.1016/j.physb.2006.01.410
• 发表时间: 2006-05
• 期刊: Physica B-condensed Matter
• 影响因子: 2.8
• 作者: Masaki Kato;Y. Goto;K. Umehara;K. Hirota;K. Yoshimura