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超伝導物質合成グループ

本グループでは、超伝導物質の探索、合成およびその基礎物性評価を行っています。更に、太陽電池材料、熱電変換材料として必要な物性を示すSi化合物 (シリサイド) の探索およびその物性の詳細な研究も行っています。 これは、持続可能な社会発展のために必要とされる太陽光や廃熱などの再生可能エネルギーを利用する高効率エネルギー変換材料を、埋蔵量が豊富な元素 (ユビキタス元素) である元素からなる化合物で創製することが望まれており、地殻存在率2位の元素であるSiの化合物は、これらの条件を満たす物質として有望視されているためです。

研究対象

本グループで研究対象としているのは以下の三つの項目です : (1)新超伝導物質の発見および既知の超伝導物質の基礎物性の解明、(2)エネルギー変換材料 (太陽電池材料、熱電変換材料等) への応用が期待される半導体シリサイド (Siクラスレート、BaSi2等) の基礎物性評価・解明、(3)機能性セラッミク合成のための新化学プロセスの開発。

「超伝導鉄系類縁化合物SrPt2Sb2の電気抵抗率、磁化、比熱の温度変化」の画像

超伝導鉄系類縁化合物SrPt2Sb2の電気抵抗率、磁化、比熱の温度変化


「Zintl相太陽電池材料BaSi2の結晶構造赤丸、青丸はそれぞれBa、Siを示す」の画像

Zintl相太陽電池材料BaSi2の結晶構造
赤丸、青丸はそれぞれBa、Siを示す




最近の主要な成果等

超伝導122Sb化合物 (鉄系超伝導類縁物質) の発見

2008年にLaFeAs(O,F)において超伝導転移温度 (Tc) 26Kの超伝導が発見されて以来、鉄系超伝導物質は盛んに研究が行われてきました。この中で報告されてきた超伝導鉄ニクタイド及び超伝導類縁ニクタイドはP、As化合物でしたが、本研究ではじめてSb化合物、SrPt2Sb2及びBaPt2Sb2が超伝導物質 (超伝導転移温度2.1K、1.8K) であることを発見しました。BaPt2Sb2は新物質です。

「BaPt2Sb2の結晶構造」の画像

BaPt2Sb2の結晶構造


「BaPt2Sb2の電気抵抗の温度変化」の画像

BaPt2Sb2の電気抵抗の温度変化




三元系SiクラスレートK8ExSi46-x (E = Al or Ga)の合成・物性評価

従来報告されてきたアルカリ土類金属元素を内包する三元系Siクラスレートは金属でしたが、アルカリ金属Kを内包するSiクラスレートK8Ga8Si38は半導体であることを初めて明確に示しました。また、K8ExSi46-xの熱電特性も測定しています。

「三元系SiクラスレートK8ExSi46-x (E = Al or Ga)の結晶構造」の画像

三元系SiクラスレートK8ExSi46-x (E = Al or Ga)の結晶構造


「K8Ga8Si38の光吸収係数の光子エネルギー依存性」の画像

K8Ga8Si38の光吸収係数の光子エネルギー依存性




グループメンバー

お問い合わせ先

超伝導物質合成グループ
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL: 029-859-2814
E-Mail: IMAI.Motoharu=nims.go.jp([ = ] を [ @ ] にしてください)
国立研究開発法人物質・材料研究機構
〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
TEL.029-859-2000 (代表)