MgB_2及び関連物質のフォノン分散と超伝導発現

• Project/Area Number: 16740208
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Condensed matter physics II
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 銭谷 勇磁 青山学院大, 理工学部, 助手 (50327285)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2004: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 超伝導 / MgB_2 / 単結晶育成 / 電気化学 / 薄膜

Research Abstract

MgB_2及び関連物質のフォノン分散と超伝導発現を遂行するためには、良質な単結晶および高品質の配向試料が必要となる。しかしながら現時点の技術では、超高圧合成を用いて小さな単結晶試料の合成しか成功していないのが現状である。そこで本年の研究課題として電気化学的な手法を用いての単結晶試料および高配向試料の合成を試みた。具体的な成果として、様々な材質(鉄、チタン、ニッケル等)を用いて、これまで合成が不可能であった素材においても、MgB_2薄膜の合成に成功した。残念ながら配向試料、単結晶試料の合成には及ばなかったものの、高いJ_cを有するMgB_2素材の開発に成功した。特に育成基板に対する前処理技術の確立にほぼ成功したと考えている。
この方法は、これまでの超高圧合成法の様に、莫大な装置を必要とはせず、非常に簡便な方法で、薄膜、単結晶試料の合成が可能であると考えられる。具体的な方法としては、溶融塩およびマグネシウム、棚素の供給源としてMgCl_2,NaCl,B_2O_3等を用い約600℃程度で融解させ、その後、作用極として様々な素材を、また対極としてグラファイトを用いることで、成功している。
また、条件によっては針状の結晶がすでに得られていることから、合成困難であったMgB_2単結晶の合成も基板素材・温度・溶融塩等の条件決定によって合成が可能であると考えられる。