水素化物室温超伝導を高圧の呪縛から解放するヒドリド電子雲へのキャリアドープ

• Project/Area Number: 24K21249
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 36:Inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, and related fields
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 大口 裕之 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40570908)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000); Fiscal Year 2026: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2025: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2024: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
• Keywords: 水素化物 / エピタキシャル薄膜 / 超伝導

Outline of Research at the Start

高温超伝導が報告されているLaH10のような水素過剰型の水素化物では水素はほぼ中性である。したがって、水素がお互いの電子雲を重ねて金属化するには、100 GPa以上の超高圧によりH-H最近接距離をボーア半径の二倍程度まで近づけねばならなかった。ところが、初めから水素の電子雲が重なっている物質が存在する。それが、本研究で対象とする、LiHなどの“普通の”水素化物である。ただし。これらの水素化物ではH1s軌道が完全に埋まっており、伝導性を与えるにはH1s軌道に穴をあけなければならない。そこで本研究では、元素置換と電界誘起によってH1s軌道に穴、つまりホールを生成して水素の金属状態を引き出す。