ボロンナノベルトへの金属ドープによる新超伝導探索

通过硼纳米带中的金属掺杂寻找新的超导性

• 批准号: 17038005
• 负责人: 木村 薫
• 金额: $ 3.39万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17038005/
• 关键词: 超伝導材料・素子; ナノ材料; クラスター; ドーピング; 金属物性

A)ボロンナノベルトへのLiやMgドープの試み石英管の替わりにステンレス管への封入によるMgドープを行うことで、ボロンナノベルト(BNB)へのより大量のMgドープとMgO微結晶の生成を防ぐことを試みた。BNBをBN坩堝に入れ、それとMgをステンレス管の中に入れ、蓋を溶接することでステンレス管への封入を行った。このとき、仕込み組成の制御を行うためにMgゲッターとしてβ菱面体晶ボロンもいっしょに封入した。粉末X線回折より求めたMgドープBNBの格子定数に大きな伸びが観測され、Mg_<3.4>B_<50>程度までのドープに成功した。MgOのピークは観測されなかったが、高濃度ドープではMgB_2相の生成が見られた。リートベルト法により、α正方晶構造中のMgのドープサイトを決定することができた。B)ボロンナノベルトの光伝導の環境応答性大気中、室温で測定したBNBの光電流(バイアス電圧+2V)は、光照射開始後6時間で暗電流(1.5nA)の約3倍程度まで上昇するが、飽和しない。また、光照射終了後の電流値の減衰は十数時間に及ぶ。しかし、この試料を真空中で約200℃で2時間アニールした後、そのまま真空中、室温で測定した光電流は、照射開始直後の速い立上がりの後に減少し、暗電流を下回った。つまり、BNB周囲の環境に応じて光伝導性が変化している。この特性を利用したガスセンサーの特許を出願した。

A) 尝试将Li或Mg掺杂到硼纳米带中通过将Mg密封在不锈钢管而不是石英管中来掺杂Mg，我们可以将大量的Mg掺杂到硼纳米带(BNB)中并生成试图防止的MgO微晶。它。将BNB放置在BN坩埚中，将其和Mg放置在不锈钢管中，并焊接盖子以将坩埚密封到不锈钢管中。此时，为了控制装料组成，还包含β-菱面体硼作为Mg吸气剂。通过粉末X射线衍射测定，发现Mg掺杂BNB的晶格常数有较大的伸长，成功实现了Mg_<3.4>B_<50>左右的掺杂。虽然没有观察到MgO峰，但在高浓度掺杂时观察到MgB_2相的形成。使用 Rietveld 方法，我们能够确定 α-四方结构中的 Mg 掺杂位点。 B) 硼纳米带中光电导的环境响应性在室温下在大气中测量的BNB的光电流(偏压+2V)在光照射开始6小时后达到暗电流(1.5nA)的约三倍，但仍然上升。不饱和。另外，在光照射结束后的10小时以上，电流值衰减。然而，将该样品在真空中约200℃退火2小时后，在室温真空中直接测量的光电流在照射开始后立即快速上升后下降并降至暗电流以下。换句话说，光电导率根据 BNB 周围的环境而变化。我们已经申请了利用这一特性的气体传感器的专利。

项目成果

Mg-doping experiment and electrical transport measurement of boron nanobelts

• DOI: 10.1016/j.jssc.2006.01.015
• 发表时间: 2006-09
• 期刊: Journal of Solid State Chemistry
• 影响因子: 3.3
• 作者: K. Kirihara;H. Hyodo;H. Fujihisa;Z. Wang;Kenji Kawaguchi;Y. Shimizu;T. Sasaki;N. Koshizaki;K. Soga;K. Kimura

Electrical transport of tetragonal boron nanobelts

• DOI: 10.1116/1.2131870
• 发表时间: 2005-11
• 期刊: Journal of Vacuum Science & Technology B
• 影响因子: 1.4
• 作者: K. Kirihara;Z. Wang;Kenji Kawaguchi;Y. Shimizu;T. Sasaki;N. Koshizaki;H. Hyodo;K. Soga;K. Kimura

Electron Density Distributions in Derivative Crystals of α-Rhombohedral Boron

α-菱面体硼衍生晶体中的电子密度分布

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan 76
• 作者: M.Ikuta;A.Yabushita;F.S.Rondonuwu;J.Akahane;Y.Koyama;T.Kobayashi;K.Kato;E.Nishibori;S.Hosoi
• 通讯作者: S.Hosoi

純ボロンナノベルトの光伝導を利用したガスセンサー及びガス検知方法

纯硼纳米带光电导气体传感器及气体检测方法

• 发表时间: 2006

Temperature dependence of electrical conductance in single-crystalline boron nanobelts

• DOI: 10.1063/1.1935036
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: K. Kirihara;Z. Wang;Kenji Kawaguchi;Y. Shimizu;T. Sasaki;N. Koshizaki;K. Soga;K. Kimura