論文

複合アニオン層状化合物の内、鉄系高温超伝導体の母相として知られるLaFeAsOとCaFeAsFの固溶体を作製し、酸素(O)とフッ素(F)の組成比をずらすことで、超伝導転移温度(Tc)が30 Kを超える仕込み化学組成を明らかにした。この数値は、常圧下での封管で合成可能なLaFeAsO/CaFeAsOベースの超伝導体としては最も高い温度である。

The thermoelectric transport properties of the van der Waals-type layered rhombohedral SnAs-based compound, EuSn2As2, have been investigated. A densified polycrystalline sample of EuSn2As2 with porosity (φ) of 2.4(9) vol.% exhibited a weak orientation to the c-axis for hexagonal coordination system; the weak orientation is parallel (P ∥) to the pressing direction of hot pressing. Measurements of electrical resistivity (ρ), Seebeck coefficient (S), and thermal conductivity (κ) were conducted perpendicular (P ⊥) to the pressing direction. The experimental values of ρ and S exhibit metallic temperature dependence and p-type carrier polarity. The power factor (P) was 0.51(8) mW m-1 K-2 at 673(4) K. Using the Wiedemann-Franz-Lorenz law, the phonon thermal conductivity (κ ph) was estimated to be 0.4(6) W m-1 K-1 at 673(6) K. The dimensionless figure of merit, ZT, was 0.092(17) at 673(3) K.

© 2019 Author(s). Spectroscopic techniques, including photoelectron spectroscopy, diffuse reflectance, and x-ray absorption, are used to investigate the electronic structure and the local structure of LaOBiS 2 - xSe x thermoelectric material. It is found that Se substitution effectively suppresses local distortion that can be responsible for the increased carrier mobility together with a change in the electronic structure. The results suggest a possible way to control thermoelectric properties by tuning of the local crystal structure of these materials.

高温超伝導体である多結晶GdBa2Cu3O7-d中に径nm程度の微粒子として用意されたフェライトを分散させた複合材料の臨界電流密度を、直流磁化測定により間接的に測定した。臨界電流密度は、拡張Beanモデルにより、均一な完全反磁性体と仮定した試料に対して求めた。Beanモデルにおけるピン止め力密度を求めたところ、3 T において1 Ncm-3と求まった。

我々は超伝導相、磁性相、温度の相図を、複合アニオン層状化合物鉄系高温超伝導体Sr2VFeAsO3-について元素選択的に明らかにした。 化学組成の内酸素欠損量は、過去の報告と異なり、分析化学的に決定された。Vのフェリ磁性相とFeの反強磁性相を新規に発見した。

混合アニオン層状化合物の一種であるSr2VFeAsO3-deltaは酸素量の変化により, その超伝導転移温度が変化することが知られている。本論文では、Sr2VFeAsO3-deltaの酸素発生反応、すなわち水分解反応の触媒としての機能を新たに報告する。さらに計算機シミュレーションにより、水分解に寄与する結晶学的な特徴を明らかにした。

鉄系超伝導体の内, (La, Eu)FeAsO1-xFx (LaEu1111)の光電子分光による解析を報告する. LaEu1111は, その組成から, 1111系と呼ばれる化合物群の一つである. 1111系は, 鉄系高温超伝導体のうち, バルク超伝導体としては最も高い超伝導転移温度を示す. LaEu1111中のEuは1111系のなかでホールをドープする働きをする. 少くとも, 光電子分光スペクトルによれば, LaEu1111は低温で2つの構造を示す. 一つは, 超伝導転移に起因する 14 meV の超伝導ギャック. もう一つは, 35 meVの, 常伝導状態でも観測される擬ギャップである. LaEu1111は, フッ素量を変化させることで, 超伝導体と常伝導体を作り分けることができるが, 常伝導LaEu1111は, 41 meVの擬ギャップを示す. これらの測定は, 過去の1111系の特徴と矛盾しない.

© Published under licence by IOP Publishing Ltd. We report the results of 31P-nuclear magnetic resonance (NMR) measurements on the layered cobalt oxyphosphide Sr2Sc(Co1-xFe x )PO3 in order to investigate the magnetic properties at low temperatures from a microscopic view point. The 31P-Knight shifts measured at the resonance peak maximum of Sr2Sc(Co1-xFe x )PO3 have positive values and are T-independent in an entire temperature range, and the absolute value decreases with increasing Fe content. Also, the nuclear spin-lattice relaxation rate 1/T 1 is almost proportional to the temperature at low temperatures. The magnitude of 1/T 1 T decreases with increasing the Fe content, which suggests the decrease of the density of states around the Fermi level.

©2018 The Physical Society of Japan Inspired by the recent first-principles calculations showing the high thermoelectric performance of layered pnictogen chalcogenides, we experimentally characterise the crystal structure and high-temperature transport properties of the layered antimony selenides REOSbSe2 (RE = La, Ce). The crystal structure of REOSbSe2 was the tetragonal P4=nmm space group, consisting of alternate stacks of SbSe2 and REO layers. These two compounds were n-type semiconductors. The optical band gaps of LaOSbSe2 and CeOSbSe2 were evaluated to be 1.0 and 0.6 eV, respectively. The room-temperature thermal conductivity was 1.5 W m−1 K−1 for RE = La and 0.8 W m−1 K−1 for RE = Ce. These relatively low thermal conductivities were comparable to those of isostructural layered bismuth chalcogenides. We substituted O2− with F− ions to introduce electrons as charged carriers to optimize the thermoelectric performance, but increasing the electrical conductivity was still challenging.

© Published under licence by IOP Publishing Ltd. Polycrystalline samples of novel oxypnictides, Sr 2 ScCo 1-x Fe x PO 3 , with Fe-doped Co 1-x Fe x P layer were synthesized, and their resistivities and Seebeck coefficients were measured. These materials, Sr 2 ScCo 1-x Fe x PO 3 , crystallize in a layered structure which represent an alternative stack of ThCr 2 Si 2 type Co 1-x Fe x layers and K 2 NiF 4 type Sr 2 ScO 3 layers. The resistivities (ρ) decrease with decreasing temperature like a metal. The Seebeck coefficients (S) show negative values at room temperature, while the S show positive values for x = 0.04-0.7 at low temperature.

© 2019 The Japan Society of Applied Physics. Superconducting critical current density (J c) at 4.2 K for superconducting Sr2VFeAsO3-δ tape fabricated by powder-in-tube process was enhanced up to 285 A cm-2. Cross-sectional SEM images for superconducting Sr2VFeAsO3-δ wire/tapes indicated that void fraction f void was reduced from 12.8% for the round wire to ∼2.5% for the tapes. The decrease in f void suppresses the so-called "weak-links" and therefore enhances the J c. In order to enhance J c, the annealing condition should be optimized. The optimal annealing condition enforces the link between grains and avoids the loss of oxygen atoms in the superconducting core.

銅酸化物高温超伝導体であるBi2−xAsxSr2Ca1.1Cu2.1O8を作製し、結晶構造、化学組成、直流電気抵抗率の温度依存性、及び磁化測定による臨界電流密度測定を行い、仕込み組成x = 0.1 で超伝導転移温度が最高となることを明らかにした。

複合アニオン層状化合物LaCu1-deltaS0.5Se0.5Oを固相反応により合成した． 我々はいくつかのLaCu1-deltaS0.5Se0.5O（undoped, delta~ 0.01, and delta~ 0.02）試料を合成した．縮退したバルクの半導体のLaCu1-deltaS0.5Se0.5Oがdelta~0.01で出現し、ここではp型キャリアがCu欠陥Cu1-deltaS0.5Se0.5層によりドープされていた．電気伝導を支配するバンドギャップ内構造は，delta~0.01のバンド図では，価電子帯よりも〜0.5 eV高エネルギー側で観測された．

ファンデルワールス結合を結晶中に有する層状菱面体EuSn2As2の熱電輸送特性を報告する。得られた試料は空隙率が2.4 vol.%であり c軸に弱く配向した多結晶である。電気抵抗率、ゼーベック係数、熱伝導率の温度依存性より無次元性能指数ZTは673 Kで0.09である。

鉄系高温超伝導体の内, 複合アニオン層状化合物(MALC)であるSr2VFeAsO3のテープ状線材を作製し、そのJcが285 Acm-2を示すことを明らかにした。この数値は、以前の丸型の線材に比べ７倍程度大きい。

我々はSr2VFeAsO3δの電子磁気状態相図を過去に報告した後、密度汎関数理論により酸素欠損位置と最安定磁性相を決定した。すなわち、酸素欠損の存在が実験的には不可避であることを物理化学的に明らかにした。仮想結晶より明らかになった。さらに、δ = 0.25 の付近ではFeは反強磁性が最安定であるが、常磁性が準安定で存在することが明らかになった。

我々はSr2VFeAsO3-δの電子磁気状態相図を過去に報告した。この相図を、計算化学的に検証し、背景にある物理化学的な機構の解釈を行った。電子状態、磁気状態の計算値は密度汎関数理論に基づき得た。Sr2VFeAsO3-δの結晶学的な酸素欠損位置を、生成エンタルピーから明らかにした。酸素欠損の存在する仮想結晶における最安定な磁気構造を明らかにした。

我々はSr2VFeAsO3-δの電子磁気状態相図を過去に報告した。この相図を、計算化学的に検証し、背景にある物理化学的な機構の解釈を行った。電子状態、磁気状態の計算値は密度汎関数理論に基づき得た。Sr2VFeAsO3-δの結晶学的な酸素欠損位置を、生成エンタルピーから明らかにした。酸素欠損の存在する仮想結晶における最安定な磁気構造を明らかにした。

混合アニオン層状化合物Sr2CrFeAsO3-deltaの電子磁気状態相図を明らかにした。試料は主相以外に異相を含むため、分析化学的に格子体積と酸素欠損量の線形関係を仮定し、試料の化学組成を求めた。Sr2CrFeAsO3-deltaに含まれるFeは、酸素欠損量におうじて、”ストライプ型反強磁性相”と内部磁場に分布の存在する”反強磁性相のいずれかを示す”。

銅欠陥のあるクラマイト型Cu3-xSnS4 (CTS)の電気/熱輸送特性を明らかにした。CTSの結晶学的な特徴はCuとSnのサイト間の構成イオンの部分的な交換(アンチサイト)である。CTSはバンド絶縁体的な挙動を示すCu2ZnS4とCu3SbS4と異なり, キャリアドープにより 10の21乗程度のキャリア密度を示す金属であり, 格子熱伝導率は 2 Wm-1K-1であった.この輸送現象はCu 3d と S 3p 軌道に由来する.