| 研究課題/領域番号 |
19K14659
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
榮永 茉利 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70709899)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 圧力誘起超伝導 / 水素化合物 / 高温高圧合成 / 放射光粉末X線回折 / 高圧 / 放射X線回折実験 / 結晶構造解析 / 低温 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2015年に、150万気圧 (150 GPa) の超高圧下で硫化水素が、これまでで最高の超伝導転移温度Tc ~ 203 Kを示すことが発見された。硫化水素の高いTcの発見の後、様々な元素の水素化物が高圧下で超伝導となることが理論的に予測されたが、超高圧下の超伝導測定には未だ様々な困難があり、新たな超伝導体の発見は遅々として進んでいない。本研究では、さらに高いTcを持つ水素化物の発見を目的として、硫黄の周辺元素のうち、カルコゲン (セレンおよびテルル) の水素化物を主な対象とし、100 GPa以上の超高圧における電子輸送特性測定と大型放射光施設での結晶構造解析の同時測定により超伝導探索を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、新たな高温超伝導体を見出すことを目的に、硫黄と同族のカルコゲンであるセレンの水素化合物の合成と物性測定による超伝導探索を行った。圧力発生装置であるダイヤモンドアンビルセル内に封入した単体セレンと水素に赤外レーザーを入射することで水素化セレンを高温高圧合成し、圧力誘起分子解離を防ぐため低温で150 GPaまで加圧した。こ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付近に抵抗値の急峻な減少が見られた。この合成試料の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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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年の水素化合物における高温超伝導の発見により、金属水素や水素化合物における室温超伝導体への期待や興味が社会的・学術的にも高まっている。多くの理論グループにより硫化水素や他の水素化物の圧力誘起超伝導の予測が行われているものの、超高圧下実験の特殊さ、特に電子輸送特性測定の難しさから実験的な超伝導観測に関する報告は、世界においても少ない。その中でも本研究成果は、硫黄と同族のセレンの水素化物の研究によって、この系の超伝導機構の体系的な理解を進めるものである。
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