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水素化合物における光学フォノンを媒介とする新高温超伝導物質の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21654044
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東北大学

研究代表者

小池 洋二  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70134038)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2010年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード水素化合物 / 水酸化カルシウム / 還元剤 / ペロブスカイト / 超伝導 / 光学フォノン / パラジウム / 電子-格子相互作用 / 比熱 / バンド計算
研究概要

金属水素が高温超伝導を示す可能性が40年前に提唱されて以来,水素化物超伝導体が注目され続けてきた.しかし,水素の取り扱いの危険性,安全性を考慮した特殊な装置の必要性からか新超伝導物質の探索研究は進展していない.そこで,本研究では,水素ガスボンベも特殊な反応容器も用いることなく水素化合物を合成する安全で簡便な手法を開発した.
水素発生源として還元剤CaH_2とCuOの混合粉末を用いる.CaH_2は約300℃でCuOから酸素を奪いCaOとなる.その際に発生する水素ガスを利用する.この混合粉末をペレット状に成型し,水素化したい合金を一緒にガラス管または石英管に真空封入する.これを電気炉で加熱する.混合粉末の量,ガラス管(石英管)の容積で水素圧を制御できる.まず,合金の代わりにTiで水素化を試みた.その結果,600℃の加熱でTiH_2を合成することに成功した.次に,新しいペロブスカイト型水素化合物AlNiH_3,Bi_2PdH_4の合成を目指した.まず,AlNi,Bi_2Pdを作製した.原料Al,Ni,Bi,Pd粉末をそれぞれ化学量論組成になるように秤量,混合し,ペレット状に成型し,石英管に真空封入した.AlNiにおいては1100℃で60時間反応させて得た.また,Bi_2Pdにおいては600℃で原料を溶解し,12時間保持した.その後,450℃まで徐冷して2時間保持した後,水の中に急冷して得た.次に,これらの合金を先に述べた新しい合成法を用いて、水素化を試みた.AlNiに対しては、水素源もAlNiも300℃で,Bi_2Pdに対しては,水素源は300℃で,Bi_2Pdは室温に保って水素化を試みた.粉末X線回折の結果は,どちらも母物質と変化はなかった.水素化しなかった,もしくは水素化したがX線回折測定の際に大気中へ水素が脱離したものと考えられる.

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 新超伝導物質の創製を目指した新しい水素化合物合成法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      高松智寿、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 年月日
      2011-03-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 新しい水素化合物合成法の開発とペロブスカイト型水素化合物における新超伝導物質の探索2010

    • 著者名/発表者名
      高松智寿、加藤雅恒、野地尚、小池洋二
    • 学会等名
      第65回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型水素化物SrPdH_<3-δ>の電子物性と超伝導の可能性2009

    • 著者名/発表者名
      鮎川晋也, 池田一貴, 加藤雅恒, 野地尚, 折茂慎一, 小池洋二
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2020-05-15  

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