Development of high-temperature superconducting diamond created from graphene oxide

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21213
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Hayami Shinya 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30321912)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: ダイヤモンド / 酸化グラフェン / 超伝導 / 磁性

Outline of Final Research Achievements

We succeeded in doping nitrogen atoms into the GO skeleton by chemical reduction of graphene oxide (GO) with hydrazine. The nitrogen-doped GO was successfully synthesized by the phase transition to diamond using a high-temperature and high-pressure method, and the nitrogen atoms were confirmed to be doped in the diamond framework by XPS, and the Meissner effect was measured by measuring the magnetic susceptibility. However, it is necessary to reconfirm whether this decrease in magnetic susceptibility is due to the Meissner effect or not. Further detailed investigation is needed.

Free Research Field

機能性材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ドープ酸化グラフェンに基づいたホウ素ドープのみならず窒素ドープや酸素ドープのダイヤモンドの合成および高温超伝導の発現さらには強磁性や強誘電性を目指し研究を行う。本研究を遂行することにより、原子を自在にドープさせることにより種々の原子をドープした酸化グラフェンを出発物質として、原子ドープ次元制御による多機能性ダイヤモンドを開発することができる。したがって、原子を0次元から3次元まで思い通りに配列させる技術や、次元を自在に制御する次元化学の技術を開発することによって、新たな機能性炭素材料の開発や物性・機能の発現が期待できる。