2016 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧力下の新物質科学 : メガバールケミストリーの開拓
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26000006
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清水 克哉 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70283736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 岳洋 岐阜大学, 工学部, 准教授 (10403122)
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| Project Period (FY) |
2014 – 2018
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| Keywords | 高圧力 / 超伝導材料・素子 / 金属物理 / 磁性 / 軽元素 / 高温超伝導 / 金属水素 / 第一原理計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
項目毎にそれぞれの実績をまとめる。
項目A「水素をはじめとしたシンプルなシステムの超高圧物性」
①流体水素 : 水素の高温高圧下の金属流体相の電気伝導測定のため、水素の安定的な充填を目指したシステムを構築した。
②硫化水素 : 硫化水素の低超伝導相の生成過程にはアモルファスライクな相を経ることが判明した。また、硫化水素高温超伝導相への化学ドーピングを試み、リン共存下で硫化水素超伝導相の生成を確認した。
③金属水素化物 : Mo水素化物の高圧下電気抵抗測定に成功し超伝導転移を示唆するデータを得た。
④臭素 : X線回折測定により求めた体積の圧力依存性から、分子相内で新たに構造相転移を示唆する結果を得た。
⑤第一原理計算 : 遺伝的アルゴリズムを酸素-水素系、アルゴン-水素系に適用させて超伝導相を予測した。硫黄-水素系の超伝導について不純物効果を調べた。
項目B「超高圧合成による機能性物質のフロンティア」
①熱電材料 : 高圧下の熱電対の絶対温度較正のための測定システムを立ち上げた。
項目C「革新的な高圧実験技術および理論計算手法の開拓」
①水素の安定充填 : 水素の高温高圧下の金属流体相の電気伝導測定のため、水素の安定的な充填を目指したシステムを構築した。
②高度化 : SPring-8・BL10XUにおいて、フラットパネル二次元検出器を導入し、時間発展の観測を実現した。
③計算手法 : 非調和効果を取り入れたフォノン計算コードを開発し、リン、カルシウムに適用させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
設定した研究項目(A, B, C)において設定した項目に基づいて研究を推進した。上記のとおり全ての項目において計画どおりに進展している。
硫化水素の低超伝導相について理論的に安定構造の予測の他、実験的に結晶構造変化を測定するなど、重点的に研究を進展させている。
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| Strategy for Future Research Activity |
項目毎に方策を述べる。
項目A「水素をはじめとしたシンプルなシステムの超高圧物性」
・硫化水素類似物質 : 引き続き硫化水素を超える高い超伝導転移温度の達成を目指す。硫黄の他、2価金属(イットリウム、カルシウム)等と水素の混合から、水素化物の合成を試みる。その合成は、低温から高温までの広い温度範囲を用いて作製し、超伝導性を評価する。
・固体水素 : 高温下の伝導度測定に加え、室温下または低温下での伝導測定を行い、金属状態の生成に挑戦する。研究協力者のドイツのマックスプランク化学研究所のEremets氏と協力して、水素封止技術の確立と電気抵抗測定用の電極の改良をすすめる。
・単体元素 : 軽2価金属 : ベリリウムおよびマグネシウムの超伝導相の探索を行う。また軽ハロゲン族元素 : 塩素およびフッ素の金属化・超伝導発現を目指し、これらの活性な元素に耐えうるガスケット材等技術的開発を行う。
・錯体金属水素化物 : Mo系の水素化物の超伝導の再現実験を行う他、他の錯体金属水素化物の超伝導探索を行う。またパラジウム水素化物の超伝導転移温度の圧力依存性を、超伝導転移が消失する圧力まで観測する。
項目B「超高圧合成による機能性物質のフロンティア」
・熱電材料 : 高温高圧下の正確な温度計測を目指し、引き続き高圧下の熱電対の絶対温度較正を行う。
項目C「革新的な高圧実験技術および理論計算手法の開拓」
・超高圧の発生 : トロイダル式および2段式のダイヤモンドアンビルにより、400万気圧を超える圧力発生を試みる。
・計算手法 : 平成28年度に引き続き、遺伝的アルゴリズムを様々な水素化合物に適用させて新奇高温超伝導物質の探索を実施する。また、得られた結果をデータベース化して機械学習により候補物質を絞り込む方法を構築する。
コード開発を行った確率的自己無撞着調和近似計算を水素化合物に適用させて、構造安定性及び超伝導性に対する非調和効果の寄与を調べる。
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Research Products
(85 results)
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[Presentation] 硫化水素の高温超伝導相の生成過程2017
Author(s)
榮永茉利, 坂田雅文, 益田明宜, 清水克哉, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] 重い電子系化合物α-YbA1B4の低温における圧力・磁場下物性2017
Author(s)
大浦桃子, 池田修悟, 増田亮, 小林康浩, 瀬戸誠, 依田芳卓, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生, 鈴木慎太郎, 久我健太郎, 中辻知, 小林寿夫
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] BaFa03の高圧・低温X線回折2017
Author(s)
風間宣克, 川上隆輝, 村川佳香, 矢田叶美, 五十嵐綾香, 平尾直久, 大石泰生, 林直顕
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] 硫化水素の高圧下電気抵抗測定2017
Author(s)
益田明宜, 坂田雅文, 榮永茉利, 清水克哉, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学(大阪府豊中市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] High Pressure Superconductivity in Sulfur Hydride2016
Author(s)
Katsuya Shimizu, M. Einaga, M. Sakata, H. Nakao, M. Eremets, A. Drozdov, I. Troyan, N. Hirao, Y. Ohishi
Organizer
The 29th International Superconductivity Symposium
Place of Presentation
Tokyo International Forum (Chiyoda-ku, Tokyo)
Year and Date
2016-12-13 – 2016-12-15
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[Presentation] 白金水素化物PtHの超伝導転移2016
Author(s)
菱田昌大, 松岡岳洋, 久野敬司, 鬼頭祐貴, 平尾直久, 大石泰生, 清水克哉, 久米徹二, 佐々木重雄
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
筑波大学(茨城県つくば市)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-29
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[Presentation] 低温高圧下の硫化水素の結晶構造2016
Author(s)
榮永茉利, 坂田雅文, 益田明宜, 中尾敏臣, 清水克哉, 平尾直久, 河口沙織, 大石泰生
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
筑波大学(茨城県つくば市)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-29
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[Presentation] 40TWレーザー照射痕の形状解析によるレーザー空間プロファイルの推定とX線回折による残存構造の解析2016
Author(s)
松岡健之, 尾崎典雅, 奥地拓生, 瀬戸雄介, 宮西宏併, 高橋謙次郎, 羽原英明, 犬伏雄一, 籔内俊毅, 富樫格, 館野繁彦, 平尾直久, 大石泰生, FAENOV Anatoly, PIKUZ Tatiana, 兒玉了祐, 田中和夫, 矢橋牧名, 石川哲也
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
筑波大学(茨城県つくば市)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-29
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[Presentation] 水銀系銅酸化物高温超伝導体Hg1201の高圧下構造解析2016
Author(s)
石角元志, 竹下直, 舟越賢一, 山岡人志, 藤久裕司, 後藤義人, 平尾直久, 大石泰生, 河口沙織, 永崎洋, 伊豫彰
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
筑波大学(茨城県つくば市)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-29
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[Presentation] 第57回高圧討論会2016
Author(s)
Fe-Ni合金の圧力誘起構造相転移
Organizer
筑波大学(茨城県つくば市)
Place of Presentation
筑波大学(茨城県つくば市)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-29
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[Presentation] Mbar Chemistry2016
Author(s)
Katsuya SHIMIZU
Organizer
The 4th SKLSHM-KYOKUGEN Workshop on Materials at high pressure
Place of Presentation
Jilin University (Changchun, China)
Year and Date
2016-09-16
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 硫化水素の低温高圧における結晶構造2016
Author(s)
榮永茉利, 坂田雅文, 石河孝洋, 清水克哉, A. P. Drozdov, M. I. Eremets, I. A. Troyan, 平尾直久, 今田沙織, 大石泰生
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] 超高圧下硫化重水素における2D-NMR2016
Author(s)
阪野文秀, 椋田秀和, 八島光晴, 北岡良雄, 榮永茉利, 益田明宜, 清水克哉, M. I. Eremets, A. P. Drozdov
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] (NH3)yNaxFeSeの高圧超伝導特性2016
Author(s)
寺尾貴博, Lu Zheng, Xiao Miao, 上杉英里, 宮崎隆文, 後藤秀徳, 江口律子, 加賀山朋子, 清水克哉, 久保園芳博
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] KxFe2-yS2の圧力誘起相転移の研究Ⅱ2016
Author(s)
土屋優, 池田修悟, 小林寿夫, 平尾直久, 今田沙織, 大石泰生, 亀卦川卓美, 岸本俊二, 上床美也, 長崎尚子, 王柏森
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] Eu水素化物の高水素圧力誘起構造相転移Ⅱ2016
Author(s)
久野敬司, 松岡岳洋, 中河貴也, 藤久裕司, 平尾直久, 大石泰生, 依田芳卓, 三井隆也, 増田亮, 町田晃彦, 青木勝敏, 瀬戸誠, 清水克哉, 久米徹二, 佐々木重雄
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] 白金水素化物の圧力下電気抵抗測定2016
Author(s)
松岡岳洋, 菱田昌大, 久野敬司, 平尾直久, 大石泰生, 坂田雅文, 清水克哉, 久米徹二, 佐々木重雄
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学(石川県金沢市)
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] Superconducting H5S2 compound from first-principles2016
Author(s)
T. Ishikawa, A. Nakanishi, K. Shimizu, H. Katayama-Yoshida, T. Oda, N. Suzuki
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor. Physics (HPSP-17) & Workshop on High-pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
Sanjo Conference Hall (Bunkyo-ku, Tokyo)
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-11
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[Presentation] Crystal structure in sulfur hydride under high pressure2016
Author(s)
M. Einaga, M. Sakata, T. Ishikawa, K. Shimizu, M. I. Eremets, A. P. Drozdov, S. Imada, N. Hirao, and Y. Ohishi
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) & Workshop on High-pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
Sanjo Conference Hall (Bunkyo-ku, Tokyo)
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-11
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[Presentation] Phase Boundary of hot Hydrogen by Transport Measurements2016
Author(s)
K. Shimizu, S. Kawaguchi, K. Ichimaru, M. Einaga, K. Ohta, N. Hirao, Y. Ohishi
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) & Workshop on High-pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
Sanjo Conference Hall (Bunkyo-ku, Tokyo)
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-11
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[Presentation] Synthesis of high Tc superconductive hydrogen sulfide2016
Author(s)
M. Sakata, M. Einaga, A. Masuda, H. Nakao, K. Shimizu
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) & Workshop on High-pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
Sanjo Conference Hall (Bunkyo-ku, Tokyo)
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-11
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[Presentation] Resistance measurement of metal hydrides under high pressure2016
Author(s)
D. Meng, M. Sakata, K. Shimizu, Y. Iijima, H. Saitoh, T. Sato, S. Takagi, S. Orimo
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) & Workshop on High-pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
Sanjo Conference Hall (Bunkyo-ku, Tokyo)
Year and Date
2016-08-07 – 2016-08-11
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