2021 Fiscal Year Research-status Report
水素透過能の整流性を利用した電解水素挿入法の開発と水素化物超伝導体の探索
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21K18892
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
清水 亮太 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70611953)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 薄膜物性 / 金属水素化物 / 電気化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な水素化物薄膜に対して、水素発生反応を利用した水素チャージ法による水素濃度増大を狙い実験を行った。
特にYbH2薄膜においては、黒色・絶縁体のものから、半透明な半導体へと変化し、水素量の増大を確認した。この状態では残念ながら金属化はせず、超伝導転移もしなかった。続いて、当初の予定であるNbの水素閉じ込めにより同様の反応を試みたところ、X線回折では通常時よりも水素濃度増大の兆候はあったものの、電気抵抗の温度依存性はNbHxのものとほぼ同一であり、YbHxの寄与を確認することはできなかった。
続いて、TiNxHy薄膜においても水素チャージ法を試みたところ、抵抗が1-2桁変化する現象を見出したが、反応を停止すると、1分以内に元の状態に戻ってしまった。こちらはNbの水素閉じ込めの効果を今後検証する予定である。
なお、水素発生反応・酸素発生反応を利用した効果の派生として、希土類酸水素化物における光・電場・電気化学的な変調も見出した。こちらはさらに検証を進め、光や熱の反応だけではない新たなスイッチングデバイスへの展開が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
水素発生反応を利用したスイッチングの派生結果が得られた点はポジティブであるが、当初の予定の超伝導体探索については、まだ有意な結果を得られていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
TiNxHy薄膜におけるNbHxも用いた水素閉じ込めの効果を検証し、超伝導化を目指す。また、希土類酸水素化物における金属・絶縁体転移のスイッチング素子への応用のさらなる繰り返し特性の向上、スピード向上を目指すため、助触媒(Ru,Pt等)の利用やpHの依存性なども調べ、起源の解明も行う予定である。
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[Presentation] Photo-induced hydrogen diffusion in yttrium oxy-hydride epitaxial thin films2021
Author(s)
Yuya Komatsu, Jun Sugiyama, Ryota Shimizu, Kazunori Nishio, Masahiro Miyauchi, Markus Wilde, Katsuyuki Fukutani, Ryan McFadden, Martin Dehn, Victoria Karner, Derek Fujimoto, John Ticknor, Aris Chatzichristos, Monika Stachura, David Cortie, Gerald Morris, Dr. Iain McKenzie, W MacFarlane, Taro Hitosugi
Organizer
Pacifichem2021
Int'l Joint Research
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