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層状遷移金属オキシニクタイトSr2ScMPO3の物性

岡田 悟志, 神原 陽一, 大久保 尚紀, 伴 周一, 的場 正憲

日本物理学会第69回年次大会 (東海大学 湘南キャンパス(神奈川県平塚市北金目4-1-1)) , 

2014.03

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Oral presentation (general)

鉄系混合アニオン化合物超伝導体の基礎と応用への課題

KAMIHARA Yoichi

首都大学東京新超伝導体研究会(TMUNSC 2014) (首都大学東京) , 

2014.03

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Oral presentation (invited, special)

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これまでに報告された鉄系高温超伝導体の内,は最も高い超伝導転移温度、上部臨界磁場、及び不可逆磁場を示すのはいずれも混合アニオン化合物である。しかしながら、これらの混合アニオン化合物を利用した超伝導線材の臨界電流密度は、ThCr2Si2構造を示すBa1-xKxFe2As2を初めとするいわゆる122系に比べて, 数桁低い値にとどまる。鉄系超伝導体の歴史と現状を紹介し、混合アニオン化合物の電子磁気相図の重要性と、今後の展望を概説する。

Modulation of Critical Current Density in Superconducting Diamond by Surface Modification

K. Natsui, T. Yamamoto, T. Watanabe, Y. Kamihara, and Y. Einaga

International Symposium on Diamond Electrochemistry (Keio University, Hiyoshi, Yokohama, Japan) , 

2014.03

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Poster presentation

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Introduction
In 2004, the boron-doped diamond (BDD) was found to be a superconductor [1]. On the other hand, it is known that diamond surface is easily modified by chemical treatment [2], and physical properties, such as surface conductivity, could be modulated by the surface modification [3]. Along these lines, it is expected that superconducting properties of BDD could be modulated by surface modification.
Experimental Section
The as-deposited BDD was hydrogenated, and then oxidized electrochemically to obtain the oxygen-terminated BDD. Thus obtained oxidized BDD was re-hydrogenated to obtain the hydrogen-terminated BDD. For each termination, superconducting properties were examined with transport and magnetic measurements.
Results and Discussion
In the transport measurements, although the critical temperature unchanged, critical current density (JC) decreased after oxidation and recovered after hydrogenation. In the magnetic measurements, the JC were determined from M-H curves using the extended Bean model. As is the case with the transport measurements, the JC could be modulated in a reversible manner between the hydrogen- and oxygen-terminated BDD (Fig.). This is because the volume fractions of the superconducting phases changed by surface modification.
References
[1] Ekimov, E. A. et al. Nature 2004, 428, 542.
[2] Szunerits, S. et al. J. Solid State Electrochem. 2008, 12, 1205.
[3] Maier, F. et al. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 3472.

Crystal structure and thermoelectric properties of kuramite Cu3Sn(Se,S)4 with cation disorder

Y. Goto, Y. Kamihara, and M. Matoba

APS March Meeting 2014 (Denver, USA) , 

2014.03

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Oral presentation (general)

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Ternary or quaternary compounds Cu2–TM–A–Ch4 (TM; transition metal, A; group 14 or 15 elements, Ch; chalcogen) are promising p-type thermoelectric materials because of their heavy but still conducting valence band, which is composed of Cu 3d and Ch 3p orbitals. Lattice thermal conductivity should be suppressed by cation disorder, however, coexistence of transition metals such as Cu and Zn on quaternary compounds complicate the understanding of the details of cation disorder by means of conventional X-ray diffraction.
In this work, We demonstrate the crystal structure and thermoelectric properties of kuramite Cu3Sn(Se,S)4. Structural analysis revealed that polycrystalline samples crystallize in tetragonal I–42m space group. The 2a site was occupied by Cu only, while 2b and 4d sites were occupied by Cu and Sn partial disorder. A decrease of electrical conductivity (rho) with temperature indicates that kuramite is metal or degenerate semiconductor, which is in contrast to most of other stannite–type compounds with band gap of 0.96–3.25 eV. At the conference, we will also report the alloy effect on thermal conductivity of Cu3Sn(Se,S)4 solid solution.

Magnetic and Electronic Phase Diagram of Sr2VFeAsO3-d

Y. Tojo, T. Shibuya, T. Nakamura, K. Shoji, M. Matoba, S. Yasui, M. Itoh, S. Kitao, M. Seto, and Y. Kamihara

APS March Meeting 2014 (Denver, USA, 3/3-7 (2013)) , 

2014.03

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Oral presentation (general)

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Ae2MFePnO3 (so-called 21113 systems) with perovskite-type layers such as Ae2MO3, where Ae denotes alkaline earth metals, M does Sc, Ti, Cr, V and other transition metal atoms and Pn does As and P shows superconductivity at T < 46 K. Sr2VFeAsO3-d is a representative compound in 21113 systems. [Zhu et al, Phys. Rev. B (2009); Ogino et al, Supercond. Sci. Technol. (2009); Ogino et al, Supercond. Sci. Technol. (2009)] Although the oxygen deficiency (d) as a function of Tc is still controversial in Sr2VFeAsO3-d, many samples have been reported as superconductors with Tc = 24-37 K. In this study, a polycrystalline Sr2VFeAsO3-d (d = ~0.1- 0.6) were prepared by a solid state reaction using an alumina tube in a sealed silica tube. DC electrical resistivity was measured by a four-probe technique. Magnetization measurements were performed on a superconducting quantum interference device. 57Fe Mossbauer spectra were obtained using conventional equipment. The electronic and magnetic phase diagram of Sr2VFeAsO3-d is elucidated.

Magnetic phase transition of LnCr2Si2C (Ln = La, Sm)

T. Yuki, K. Takeuchi, M. Matoba, Y. Kamihara

International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013 (NS22013) (Tokyo, Japan) , 

2013.11

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Poster presentation

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クロムイオンによる正方格子を有するLnCr2Si2Cは金属的な電気的性質を示す金属間化合物である。アーク溶融による試料合成を行い、それぞれの組成の炭素(C)欠陥による磁性の変化、Siサイトへのホウ素(B)ドープによる磁性の変化を調べ、Siの5 at%程度Bに置換したSmCr2Si2Cは4 Kの低温で遍歴強磁性を示すことがわかった。

Electronic phase diagram of superconductors, GdFeAsO1-xFx

H. Shiozawa, M. Matoba, S. Yasui, M. Itoh, Y. Kamihara

International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013 (NS22013) (Tokyo, Japan) , 

2013.11

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Poster presentation

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鉄系超伝導体の基本構造であるZrCuAsSi型構造 (いわゆる1111構造)を示す高温超伝導体の内、未だに電子磁気状態相図の不明なGdFeAsO1-xFxの超伝導転移温度のフッ素濃度依存性を明らかにした。超伝導転移温度(Tc)は x > 0.65付近より現れる。Tcはフッ素濃度とともに上昇し、そのTcは48 K付近に上昇する。

Quantum Critical Point in Heavy-Fermion Iron Oxypnictide Ce(Fe1-xRux)PO and Ce(Fe1-xCrx)PO

A. Wakatsuki, T. Okano, T. Nakamura, M. Matoba, Y. Kamihara

International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013 (NS22013) (Tokyo, Japan) , 

2013.11

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Poster presentation

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二次元近藤格子を有するCeFePOのFeサイトにRuとCrを部分置換することで、ゼロ磁場下では常磁性を示すCeFePOをTc = 8-15 Kの強磁性体に転移させることに成功した。すなわち、二次元近藤格子の量子相転移は、5-20at%程度のRuドープ/Crドープのそれぞれで引き起こすことができる。

Magnetic and Electronic Phase Diagram of Sr2VFeAsO3-x

Y. Tojo, T. Shibuya, T. Nakamura, K. Shoji, M. Matoba, Y. Kamihara, S. Yasui, M. Itoh, S. Kitao, M. Seto

International Workshop on Novel Superconductors and Super Materials 2013 (NS22013) (Tokyo, Japan) , 

2013.11

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Poster presentation

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単位格子中にペロブスカイト構造酸化物を有し、異方性の非常に大きい鉄系超伝導体Sr2VFeAsO3-dの磁性、電気的性質の酸素欠陥との相関しらべ、超伝導相と磁性相は非共存であることを明らかにした。d = 0.5 付近では鉄は自発磁化を示し、Spin density waveとして振る舞う。またFeの磁性相と超伝導相は非共存である。

SmCr2(Si1-xBx)2Cの電気的・磁気的性質

竹内勝彦, 結城達也, 的場正憲, 神原陽一

日本物理学会2013年秋季大会 (徳島大学（常三島キャンパス）) , 

2013.09

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Oral presentation (general)

ぺロブスカイト関連鉄系混合アニオン化合物Sr2CrFeAsO3-dの合成

藤岡弘考, 藤乘優治郎, 中村哲朗, 北尾真司, 瀬戸誠, 的場正憲, 神原陽一

日本物理学会2013年秋季大会 (徳島大学（常三島キャンパス）) , 

2013.09

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Oral presentation (general)

層状コバルトオキシニクタイトの熱電特性

岡田悟志, 神原陽一, 大久保尚紀, ,伴周一, 的場正憲

第十回日本熱電学会学術講演会（TSJ2013) (名古屋大学豊田講堂（東山キャンパス）) , 

2013.09

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Poster presentation

CoPn (Pn =P,As,Sb)の電子構造と輸送特性

MIYAO Shuhei, KAMIHARA Yoichi, MATOBA Masanori

第十回日本熱電学会学術講演会（TSJ2013) (名古屋大学豊田講堂（東山キャンパス）) , 

2013.09

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Oral presentation (general)

スタンナイト型銅硫化物Cu3SnS4の電子構造および熱電性能

GOTO Yosuke, KAMIHARA Yoichi, MATOBA Masanori

第十回日本熱電学会学術講演会（TSJ2013) (名古屋大学豊田講堂（東山キャンパス）) , 

2013.09

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Oral presentation (general)

二次元近藤格子系の磁性

岡野智宏，中村哲朗，若月厚志，北尾真司，瀬戸誠，阿藤敏行，伊藤　満，的場正憲，神原陽一

日本磁気学会学術講演会 (北海道大学) , 

2013.09

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Oral presentation (general)

High pressure electrical resistivity studies of CeRu1-xFexPO

HIRAI Shigeto, KAMIHARA Yoichi, WAKATSUKI Atsushi, MATOBA masanori, MAO Wendy

The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES'13) (Ito International Research Center Conference, The University of Tokyo, Tokyo, Japan) , 

2013.08

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Poster presentation

Relations between Critical Temperatures and Crystallographic Local Structures in Iron-based Mixed Anion Compounds

H. Shiozawa; S. Inagi; M. Matoba; T. Atou; M. Itoh; Y. Kamihara

The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12) (July 14-19, 2013 International Conference Hall, Makuhari Messe Chiba, Japan) , 

2013.07

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Oral presentation (general)

Electronic and Site Specific Phase Diagrams of Iron-based Superconductors

Y. Kamihara, Y. Sakai, Y. Tojo, H. Shiozawa, M. Matoba, A. Iyo, N. Takeshita, H. Eisaki, S. Kitao, M. Seto

16th US-Japan Workshop on Advanced Superconductors (University of Dayton Research Institute, Dayton, OH, USA) , 

2013.07

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Oral presentation (invited, special)

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鉄や鉄を含む化合物は、高温超伝導体に不向きであると盲信されていたが、2008年の鉄系超伝導体の発見以来、数多くの鉄の正方格子を有する超伝導体の報告されている。ここ数年の研究トピックスの推移を述べ、最近の応用研究上の進展を概説した。

Structural and Thermoelectric Propetieses of Stannite-kuramite Solid Solution Cu2+xFe1-xSnS4-y (x = 0.0-1.0)

Y. Goto, F. Naito, R. Sato, K. Yoshiyasu, Y. Kamihara, M. Matoba

The 32nd International Conference on Thermoelectrics (ICT2013) (Kobe, Japan) , 

2013.07

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Poster presentation

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硫化物系低熱伝導率材料Cu4InxSn1-xS4 (x = 0-0.2)の熱電性能を報告する。この物質の特徴は、結晶学的な斜方晶高温相-単斜晶低温相の一次相転移を230 K付近で生じることである。Inの部分置換の施された試料は縮退伝導を示す。ゼーベック係数は単斜晶相で最大値を示した。無次元性能指数ZTは、化学組成の最適化により上昇する。

重い電子系物質 CeFe1-xRuxPO の量子臨界点

若月厚志, 中村哲朗, 的場正憲, 神原陽一

日本材料科学会主催 平成25年度学術講演大会 (工学院大学　高層棟3階　アーバンテックホール（新宿キャンパス） 　(東京都新宿区西新宿1-24-2)) , 

2013.06

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Oral presentation (general)