Synthesis of layered transition-metal oxynitrides: search for novel oxynitride superconductors

层状过渡金属氮氧化物的合成：寻找新型氮氧化物超导体

• 批准号: 24654094
• 负责人: MOTOHASHI Teruki
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24654094/
• 关键词: 超伝導; オキシナイトライド; 層状構造

The present work dealt with search for novel layered superconductors among oxynitrides, a material family with mixed anions. We focused on Li-Nb oxynitrides, containing a layered arrangement of chemically distinct two metals of Li and Nb.A hexagonal oxynitride Li0.88Nb3.0(O0.13N0.87)4 was synthesized through ammonia nitridation of LiNb3O8. X-ray and neutron diffraction analyses revealed that this oxynitride consists of alternate stacking of octahedral and prismatic layers with different Li/Nb ratios: significant amounts of Li and Nb atoms (Li/Nb = 43/57) coexist in the octahedral layer, while the prismatic site is preferentially occupied by Nb (Li/Nb = 3/97). A metallic behavior was accompanied by an abrupt drop of electrical resistivity at about 3 K. Furthermore, large diamagnetism and specific-heat anomaly were observed below this temperature, suggesting the appearance of superconductivity in the Li-Nb oxynitride.

目前的工作涉及在氮氧化物（一种具有混合阴离子的材料家族）中寻找新型层状超导体。我们重点关注Li-Nb氮氧化物，其含有化学性质不同的两种金属Li和Nb的层状排列。通过LiNb3O8的氨氮化合成了六方氮氧化物Li0.88Nb3.0(O0.13N0.87)4。 X射线和中子衍射分析表明，这种氮氧化物由具有不同Li/Nb比率的八面体和棱柱层交替堆叠组成：大量的Li和Nb原子（Li/Nb = 43/57）共存于八面体层中，而棱柱位点优先被 Nb 占据 (Li/Nb = 3/97)。在大约 3 K 时，金属行为伴随着电阻率的突然下降。此外，在此温度以下观察到大的抗磁性和比热异常，表明 Li-Nb 氮氧化物中出现了超导性。

项目成果

酸窒化ニオブの合成におけるMnおよびNi添加効果

Mn、Ni添加量对氮氧化铌合成的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: 北原悠輝;鱒渕友治;本橋輝樹;吉川信一
• 通讯作者: 吉川信一

北海道大学大学院工学研究院・構造無機化学研究室ホームページ

北海道大学大学院工学研究科结构无机化学实验室主页

Li-Nb酸窒化物Li_<0.88 0.12>Nb_<3.0>(O_<0.13>N_<0.87>)_4における超伝導

Li-Nb氮氧化物中的超导性Li_<0.88 0.12>Nb_<3.0>(O_<0.13>N_<0.87>)_4

• 发表时间: 2012
• 作者: 本橋輝樹;伊藤正彦;鱒渕友治;分島亮,吉川信一
• 通讯作者: 分島亮,吉川信一

Nb系酸窒化の合成における異種元素添加効果

添加不同元素对铌基氮氧化合成的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 北原悠輝;本橋輝樹;鱒渕友治;吉川信一
• 通讯作者: 吉川信一

Crystal structure and superconducting properties of hexagonal lithium-niobium oxynitride

六方锂铌氮氧化物的晶体结构与超导性能

• 发表时间: 2012
• 期刊: Inorganic Chemistry
• 影响因子: 4.6
• 作者: T. Motohashi;M. Ito;Y. Masubuchi;S. Kikkawa
• 通讯作者: S. Kikkawa