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Jun. 2024

材料の科学と工学

インタビュー

酸化物材料工学研究室（高知工科大学理工学群）

プロフィール
高知工科大学理工学群応用物理専攻
酸化物材料工学研究室
所在地：高知県香美市土佐山田町宮ノ口185
電話：0887-57-2503

F A X ：0887-57-2520
E-mail：maeda.toshihiko@kochi-tech.ac.jp
前田 敏彦

Q1.

教授

高知工科大学についてお聞かせ下さい．の教育，研究，社会貢献の理念のもと，今後とも発展を続けていくことを願っています．

高知工科大学は，高知県が設置し運営を私立大学として行う「公設民営」方式の大学として，1997 年に開学しま

Q2.

した．当初は工学部（5 学科：物質・環境システム工学，研究室についてお聞かせ下さい．

知能機械システム工学，電子・光システム工学，情報シス

本学では講座制を採用しておらず，原則として教員 1

テム工学，社会システム工学）のみでしたが，その後，文名で研究室を主宰します．標準的な 1 研究室あたりの所系学部の併設（マネジメント学部，2008），工学系 5 学部

属学生数は学部生（3，4 年次生）6〜8 名，修士課程学の 3 学群（システム工学群，環境理工学群，情報学群）

生が 2〜6 名程度です．数名の博士課程学生や留学生がへの再編（2009），マネジメント学部の経済・マネジメン所属する場合もあります．当研究室の場合は，筆者が今ト学群への再編（2015），などの組織改編が行われました．

年度末で定年退職予定のため現在修士生がおらず，学部私が所属していた環境理工学群は，環境数理，化学，生命4 年次生 3 名のみと少々寂しくなってしまいました．

科学，マテリアル工学の 4 専攻体制でしたが，2022 年度

当研究室は，理工学群応用物理専攻に属しており，「酸から理工学群へと名称変更されるとともに，応用物理，機化物材料工学研究室」と称しています．金属酸化物，特能化学，生命情報の 3 専攻体制へと改編されて現在に至に遷移金属酸化物の世界は特徴的な物性を有する機能性っています．この間，2009 年に公立大学法人化を実施し，物質，機能材料の宝庫です．高温超伝導現象，巨大磁気さらに 2015 年には，高知県立大学を擁する高知県公立大抵抗効果，高効率熱電変換材料などが代表的な例として学法人との法人統合を行い，高知県公立大学法人高知工科挙げられます．私は，前勤務先の会社で，入社 4 年目に大学となりました（1 法人 2 大学）．

「高温超伝導」現象発見のニュースに接しました．それ

本学は，建学の理念としてまでは超伝導についてほとんど知るところはなかったの・来たるべき社会に活躍できる人材の育成（教育）ですが，会社が金属系超伝導線材の開発を行っていたこ

・世界の未来に貢献できる研究成果の創出（研究）ともあり，高温超伝導の世界に飛び込むこととなりまし・地域社会との連携と貢献（社会貢献）

た．以後，高温超伝導物質の基礎研究や高温超伝導線材を掲げ，開学以来，種々の先進的な試みを他に先駆けて導開発に従事し，2004 年 9 月に研究の場を本学に移して入してきました（詳しくは大学のホームページ等を参照く

からも，ほぼ高温超伝導物質に特化した研究を行っていださい）．私自身は近々退職となりますが，本学が，上述ます．
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Vol. 61 No. 337

酸化物材料工学研究室（高知工科大学理工学群）

小さな研究室ですので，独自で高価な設備を所有してを 明 ら かに しま し た ． M=Zn の 場合 は Zn は +2 価 でいるわけではありませんが，本学には大学共用機器としSr2+/La3+ が 1:1 でした．また，本学藤田武志教授の協力て，最新鋭の透過型電子顕微鏡（TEM）をはじめ多くののもと，原子分解能を有する分析 TEM により，Fe，Co，高性能分析装置が設置されており，学内の他研究室の協Zn が実際にはどちらの Cu サイトをどのような比率で置力も得ながら研究を進めています．

換するのかを明らかにしました．

透過型電子顕微鏡(Pb0.5M0.5) (Sr2+,La3+)CuO5（M=Fe，Co，Zn）の TEM 像

Q3.

研究テーマについてお聞かせください．

今でこそ比較的高い超伝導転移温度（Tc）を持つ多くの(2) (Pb,Cu)-"1-2-1-2" について物質が知られるようになりましたが，その原点は銅を含む

Pb 系の n=2 の物質は (Pb,Cu)Sr2(Y,Ca)Cu2O7 と表され，複合酸化物セラミックスにあります．超伝導特性は，非超Pb/Cu 比と Y/Ca 比とが相関して変化します．また，多く伝導物質から 100 K を超える Tc を持つ物質まで，結晶の超伝導銅酸化物とは異なり，急冷処理による過剰酸素の構造，化学組成，酸素不定比性等によって大きく変化しま除去により超伝導体化します．さらには，Pb が +4 価とす．このことは，超伝導キャリアの生成機構と密接に関連+2 価の混合原子価状態をとるなど，超伝導キャリア生成すると考えられます．高温超伝導の理論についてはかなりには多くの要因が複合的に関与します．そのため，あいち理解が進んでいるようですが，それぞれの物質固有の性質

シンクロトロン光センタの XANES 測定に決定したPb のについては不明な点もまだ多く残されているのです．

平均価数を用いた Cu の平均価数の算出を試みています．

約 90 K の Tc を持つ YBa2Cu3O7 に代表されるいわゆ(3) Nb-"1-2-1-2" についてる "1-2-1-2" 型構造を有する超伝導銅酸化物および「ブロNb 系の "1-2-1-2" 型物質は当初 NbBa2LaCu2O8 が合成ック層」（電荷供給層）に Pb を含む物質についての新物されましたが非超伝導物質でした．その後，Ba をSr に代質創製と元素置換効果および酸素不定比性に基づくキャリえ，Nb5+ サイトを Sn4+ で置換することにより超伝導化しア生成機構とが当研究室の主たる研究テーマです．

ました．当研究室では，Gd よりも原子番号の大きいランタノイド元素では Nb-"1-2-1-2" が生成しないことを明ら

Q4.

最近の研究成果についてお聞かせください．

かにするとともに，Sn4+ に代わる Pb4+ による置換によっ(1) (Pb,Cu)-"1-2-0-1" についてても超伝導物質が得られることを明らかにしました．

Pb 系物質群は (Pb,Cu)Sr2(Y,Ca)n-1CunO2n+3 と表されます
が，その中で n=1の物質（(Pb,Cu)-"1-2-0-1"）の化学組成

Q5.

は (Pb0.5Cu0.5)(Sr0.5La0.5)CuO5 と表されます．電荷の中性条
件からSr2+のサイトの半分がLa3+学会に期待することについてお聞かせ下さい．

材料研究の裾野のさらなる拡大が重要と考えます．日本で置換されています．

材料科学会の貢献を期待しています．

結晶学的に異なる 2 種類の Cu2+ サイトが存在しますが，(Pb0.5M0.5) (Sr2+,La3+)CuO5（M=Fe，Co，Zn）の配合組成でお忙しい中インタビューに応じて頂きました．期して感

Cu サイトの置換効果を調べた結果，Fe，Co が +3 価を謝の意を表します．

とるために Sr2+/La3+ が 3:1 の時に単一相が得られること（日本材料科学会(125)

編集委員長井上泰志）