2021 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンドアンビルセルを利用した新規超伝導体の探索
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19H02177
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高野 義彦 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA主任研究者 (10354341)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 超高圧 / ダイヤモンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2015年、超高圧下においてH3Sが超伝導転移温度Tc=203Kを示すことが報告され、最高Tcの記録が塗り替えられた。これは、水素が金属化すれば室温高温超伝導になると1968年にAshcroftが唱えた説の信憑性を裏付けるものと思われる。その後、LaH10などの水素化物も発見され、室温超伝導も実現可能な領域に入ってきたと言えよう。
高圧力発生装置ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた電気抵抗測定は、電極挿入が大変困難であるため、特別な技術を持った研究者でなければ不可能な領域であった。そこで、高圧下で容易に電気抵抗を測定するシステムを、我々の研究室独自の手法で開発してきた。
常圧安定なサンプルの評価については、上述のシステムを用いることにより、特別な技術を用いること無く実験することが可能となった。圧力領域としては、四角いアンビルにおいて最高約50GPa、300μmキュレットのアンビルにて約100GPa、ベベル付きアンビルにて約200GPaを達成することに成功した。電極付きアンビルを用いたこれらの実績を元に、目標圧力に応じたセットアップを設定し、誰でも高圧下電気抵抗測定が可能となった。
次なる課題は、常圧安定で無いサンプルの合成と測定である。常圧安定で無いサンプルは、予めキュービックアンビルなどの高圧合成装置で合成してからダイヤモンドアンビルへ移動させることが出来ない。そこで、我々は、高圧合成と高圧測定を一つのダイヤモンドアンビルで減圧すること無く実行する装置の開発を試みた。アンビルには、サンプル測定用の4-6端子電極、ヒーター用の電極、温度計用の電極を設けた。電流印加によるジュール加熱と抵抗温度計により精度の高い温度制御が可能となり、減圧すること無くそのままサンプルの電気抵抗測定が可能となり、本装置を用いて新しい超伝導体の発見にも成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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