2020 Fiscal Year Annual Research Report
Search for Pressure-Induced Superconductivity in Chalcogen Hydrides
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19K14659
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
榮永 茉利 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70709899)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 圧力誘起超伝導 / 高圧 / 水素化合物 / 高温高圧合成 / 放射X線回折実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高い水素密度をもつ水素化合物は高い超伝導転移温度Tcを持つことが理論的に予言されており、近年、相次いで硫化水素やランタンの水素化合物が150万気圧 (150 GPa) の超高圧下で200 Kを超えるTcをもつことが発見された。本研究では、新たな高温超伝導体を見出すことを目的に、超高圧下で新奇水素化合物の合成と物性測定を行った。特に、硫黄と同族であるセレンの水素化合物において、100 GPa以上に到達可能な圧力発生装置であるダイヤモンドアンビルセル（DAC）を用いたレーザー加熱による高温高圧合成を試み、電気抵抗測定による超伝導の探索を行う。昨年度にほぼ確立した電極を設置したDACへの水素充填方法を用いて、今年度はセレンの水素化合物の合成条件（圧力、温度およびそれらの経路）と超伝導発現条件を探索した。
DACへの電極および試料導入を所属研究室で行った後、昨年度と同様、水素の充填は物質・材料研究機構の中野智志氏との共同研究により行った。レーザー加熱およびX線回折実験、電気抵抗測定はSPring-8の高圧専用ビームラインBL10XUで行った。その結果、硫化水素のlow-Tc相に相当すると思われるセレン水素化合物の超伝導相を見出した。
水素充填後、まず低圧でレーザー加熱を行って水素化セレンを合成し、圧力誘起分子解離を防ぐため低温で150 GPaまで加圧した。その圧力で電気抵抗の温度依存性を測定したところ、30 K、20 K付近にそれぞれ抵抗値の急峻な減少が見られた。この合成試料のXRDパターンは解析中であり、結晶構造は明らかではないが、電気抵抗の減少は低温加圧で得られる硫化水素のlow-Tc相に相当する、セレン水素化合物の超伝導相を観測したものと考えられる。
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Research Products
(3 results)
