准教授

田中将嗣

たなかまさし

: 工学研究院; 基礎科学研究系
: 1979　生まれ
2010　博士(理学)　静岡大学大学院
2010　静岡大学大学院理工学研究科博士後期課程修了(物質科学専攻)
2005(9月)　静岡大学理工学研究科博士前期課程修了(物理学専攻)

　昔からやり始めるとずっと熱中してしまうたちで、大学院生のころにわかに始めた超伝導の研究を今までずっと続けています。
　今では超伝導体だけでなく、ほかの目的でも使えそうな機能性をもつ新規化合物を様々な合成手法で探索することが楽しくなってしまい、日夜研究に励んでいます。

物理と化学を融合して無機機能性材料の合成をしています

● 研究テーマ

❖新規超伝導体の創生
❖無機機能性材料の合成と評価
❖極限環境下での材料合成・機能性発現

● 分野

物理学(物性II)、材料化学(無機工業材料)、材料工学(無機材料・物性)

● キーワード

無機化合物合成・物性評価、超高圧高温合成、ソフト化学合成、ユビキタス元素機能性材料開拓、結晶構造解析

● 実施中の研究概要

　新しい無機化合物を合成し、結晶構造や組成、物性の評価を行っています。層状やカゴ状のような、結晶構造中に“すきま”を有する物質を主なターゲットとして、新しい超伝導体や機能性の物質を探索しています。層状やカゴ状の構造をもった化合物はすきまに元素を出し入れすることができるものが多く、超伝導にとって重要な”キャリアの数”を制御しやすい特徴があります。できるだけ環境負荷の小さい、地球上で豊富に存在する元素(いわゆるユビキタス元素)をいろいろに組み合わせて、超高圧力下やアンモニア下などの特殊な環境下での反応も駆使して、このような構造をもつ新しい化合物を生み出そうとしています。

　例えば、超伝導が発現する温度(超伝導転移温度)はデバイ温度が高い物質では高くなる傾向があると言われています。ダイヤモンドはこのデバイ温度が非常に高く、昔から室温に近い超伝導発現の候補として期待されていますが、困難な点が多くまだ実現していません。
　そこでこのダイヤモンドと同じ結合様式をもつ、炭素でできたカゴ状の構造を構築し、金属を内包させて高い超伝導転移温度を実現させようとしています。このようないわゆる"炭素クラスレート化合物"はいまだ合成されたことのない、まったく新しい化合物です。さまざまな合成と物性の評価によって、図に示すようなものができはじめてはいますが、まだ充分な特性が得られていないため現在でもこの研究を続けています。

● 今後進めたい研究

1. 結晶性炭素クラスレート化合物実現と高温超伝導発現
2. 遷移金属窒化フッ化物合成とフッ化物の超伝導発現

● 特徴ある実験機器、設備

グローブボックス
ピストンシリンダー型高圧合成装置
アンモニア気流下合成装置
4.5 K冷凍機
ギニエカメラ

● 過去の共同研究、受託研究、産業界への技術移転などの実績

【共同研究】 NIMS連携拠点推進制度採択課題『高温高圧合成を用いた材料開発・評価』(2017)

● 過去の業績（論文など）

[近年の論文(主著者分のみ)]
1) M. Tanaka, H. Takeya, Y. Takano, "Quenching Dependence on Superconductivity in the Synthesizing Process of Single Crystals of RbxFe2-ySe2” Solid State Commun. 265, (2017), pp. 32-36.
2) M. Tanaka, M. Nagao (Double First Author), R. Matsumoto, N. Kataoka, I. Ueta, H. Tanaka, S. Watauchi, I. Tanaka, Y. Takano, “Superconductivity and its Enhancement under High Pressure in “F-free” Single Crystals of CeOBiS2″ J. Alloys and Compd. 722, (2017), pp. 467-473 (2017).
3) M. Tanaka, M. Nagao (Double First Author), S. Watauchi, Y. Takano, I. Tanaka, ”Growth and superconducting properties of Cd-doped La(O,F)BiS2 single crystals” Solid State Commun. 261, (2017), pp. 32-36.
4) M. Tanaka, H. Takeya, Y. Takano, “Direct Observation of Micro Structure on the Superconducting Single Crystals of KxFe2-ySe2” Appl. Phys. Express 10, (2017), pp. 023101(1)-(5).
5) M. Tanaka, M. Nagao, (Double first author), R. Matsumoto, H. Tanaka, S. Watauchi, Y. Takano, I. Tanaka, “Growth and Structure of Ce(O,F)SbS2 Single Crystals” Cryst. Growth Des. 16 (2016), pp. 3037-3042.
6) M. Tanaka, Y. Yanagisawa, M. Fujioka, S. J. Denholme, S. Funahashi, Y. Matsushita, N. Ishizawa, T. Yamaguchi, H. Takeya, Y. Takano, “Origin of the Higher-Tc Phase in the KxFe2-ySe2 System” J. Phys. Soc. Jpn. 85 (2016), pp. 044710.
7) M. Tanaka, T. Yamaki, Y. Matsushita, M. Fujioka, S. J. Denholme, T. Yamaguchi, H. Takeya, Y. Takano, “Site Selectivity on Chalcogen Atoms in Superconducting La(O,F)BiSSe” Appl. Phys. Lett. 106 (2015), pp. 112601(1)-(5).
8) M. Tanaka, M. Nagao, Y. Matsushita, M. Fujioka, S. J. Denholme, T. Yamaguchi, H. Takeya, Y. Takano, “First single crystal growth and structural analysis of superconducting layered bismuth oxyselenide; La(O,F)BiSe2” J. Solid State Chem., 219, (2014), pp.168-172.
9) M. Tanaka, S. Zhang, T. Onimaru, T. Takabatake, K. Inumaru, S. Yamanaka, “Electrical properties of Ba3C60 collapsed under high-pressure and high-temperature conditions” Carbon 73, (2014), pp.125-131.
10) M. Tanaka, S. Zhang, K. Inumaru, S. Yamanaka, “High Pressure Synthesis and Superconductivity of the Laves Phase Compound Ca(Al,Si)2 Composed of Truncated Tetrahedral Cages Ca@(Al,Si)12” Inorg. Chem., 52, (2013), pp. 6039-6045.
11) M. Tanaka, S. Zhang, Y. Tanaka, K. Inumaru, S. Yamanaka, “High pressure synthesis and crystal structure of a ternary superconductor Ca2Al3Si4 containing layer structured calcium sub-network isomorphous with black phosphorus” J. Solid State Chem., 198, (2013), pp. 445-451.

田中 将嗣