平面四配位構造を有する遷移金属酸化物に着目した新超伝導体材料の探索

寻找具有平面四配位结构的过渡金属氧化物新型超导材料

• 批准号: 12J02363
• 负责人: 池田 愛
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02363/
• 关键词: トポタクティック還元; 平面四配位構造; 酸化物高温超伝導体; 平面四配立構造; ニッケル酸化物

今年度は、前年度に引き続き、平面四配位LaNiO2の超伝導化の試みを継続した。自然界では非常に稀な+1価のNiの無機化合物であるLaNiO2は、+3価のNiイオンを含むペロブスカイトLaNiO3の低温トポタクティック還元でのみ辛うじて安定化することができる。合成の特殊さから、詳細な物性は明らかになっていない。高品質なLaNiO2作製のための鍵を明らかにすることが、LaNiO2の電子伝導を明らかにする上で重要となる。これまで、我々はLaNiO2の導電性は、トポタクティック還元の前駆体であるペロブスカイトLaNiO3の結晶性および導電性に強く依存することを示してきた。今回、塗布熱分解法を用いて作製したRENiO3薄膜の逆格子空間マップ測定を行った。塗布膜は高い結晶性をもち、そのため、基板との格子不整合により薄膜中にエピタキシャル歪みが導入されていることが明らかになった。また、基板選択により面内圧縮性にも伸長性にもなることが確認された。高品質なLaNiO3薄膜に対してMgH2、NaH還元を行い、その特性を比較した。NaH還元では、LaNiO2単相が得られるものの、そのX線回折パターンはブロードで、結晶性の低下が示唆される。還元時に、NaHは熱分解し、金属ナトリウムと水素ガスに解離する。ナトリウムの融点は210°Cと低いため、ナトリウム蒸気による強還元がLaNiO2を一部分解していると考えられる（NaH還元でのLaNiO2生成温度は～275°C）。MgH2還元では、還元が進行せずLaNiO2は得られなかった。MgH2粉末の熱脱離測定の結果、粉末の中に不純物として存在するMg(OH)2由来の酸素と水蒸気の急激な放出が確認された。LaNiO2が得られているCaH2、TiH2、NaHでは、酸素や水の大きな放出は確認されていない。これらの結果は、金属水素化物より放出された清浄な水素ガスによるトポタクティック還元が+1価のニッケル酸化物を安定化するのに鍵となることを示す。

This year, the previous year, the planar four-coordinate LaNiO2 superconductivity test was conducted. In nature, it is rare to find inorganic compounds of Ni in +1, LaNiO2 in +3, Ni in +3, LaNiO3 in the low temperature range, Ni in the low temperature Synthesis of special properties, detailed properties, etc. High quality LaNiO2 is important for bonding and electron conduction. The conductivity of LaNiO2 is strongly dependent on the crystallinity and conductivity of LaNiO3. The reverse lattice space of RENiO3 thin films was determined by coating thermal decomposition method The coating film is highly crystalline, and the lattice of the substrate is not integrated. The substrate selection is based on in-plane compression and elongation. High quality LaNiO3 thin films are characterized by MgH2 and NaH reduction. NaH, LaNiO2 units were found to have high crystallinity, low crystallinity, and X-ray reflectance. When the element is recovered, NaH is thermally decomposed, and the metal is dissociated. The melting point of LaNiO2 is 210°C. The temperature of LaNiO2 formation is ~275°C. MgH2 is still active, LaNiO2 is still active. As a result of thermal desorption measurement of MgH2 powder, the presence of impurities in the powder and the rapid release of acid and water vapor from Mg(OH)2 were confirmed. LaNiO2 can be dissolved in CaH2, TiH2, NaH and H2O. The results show that the metal hydrate is released in the presence of a catalyst and a stabilizer.

项目成果

MOD法により作製したペロブスカイトRENiO3薄膜のエピタキシャル歪み効果

MOD法制备钙钛矿RENiO3薄膜的外延应变效应

• 发表时间: 2014
• 作者: 池田 愛;富樫 恵理;真鍋 高明;内藤 方夫
• 通讯作者: 内藤 方夫

LaNiO3からLaNiO2へのトポタクティック変換におけるNi/La組成比依存性

LaNiO3 拓扑转化为 LaNiO2 时 Ni/La 组成比的依赖性

• 发表时间: 2015
• 作者: 池田 愛;真鍋 高明;内藤 方夫
• 通讯作者: 内藤 方夫

Comparison of reduction agents in the synthesis of infinite-layer LaNiO2 films

无限层LaNiO2薄膜合成中还原剂的比较

• DOI: 10.1016/j.physc.2014.09.002
• 发表时间: 2014
• 期刊: Physica C
• 影响因子: 1.7
• 作者: Ai Ikeda;Takaaki Manabe;Michio Naito
• 通讯作者: Michio Naito

無限層構造LaNiO_2薄膜の金属的ふるまい

无限层状LaNiO_2薄膜的金属行为

• 发表时间: 2013
• 作者: 池田 愛;真鍋 高明;内藤 方夫;池田 愛;池田 愛;池田 愛;池田 愛
• 通讯作者: 池田 愛

Epitaxial strain effect in perovskite RENiO3 films (RE = La-Eu) prepared by metal organic decomposition

• DOI: 10.1016/j.physc.2014.07.005
• 发表时间: 2014-10-15
• 期刊: PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS
• 影响因子: 1.7
• 作者: Ikeda, Ai;Manabe, Takaaki;Naito, Michio
• 通讯作者: Naito, Michio