水素化物室温超伝導を高圧の呪縛から解放するヒドリド電子雲へのキャリアドープ

• 研究課題/領域番号: 24K21249
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 大口 裕之 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40570908)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円); 2026年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2025年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2024年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
• キーワード: 水素化物 / エピタキシャル薄膜 / 超伝導

研究開始時の研究の概要

高温超伝導が報告されているLaH10のような水素過剰型の水素化物では水素はほぼ中性である。したがって、水素がお互いの電子雲を重ねて金属化するには、100 GPa以上の超高圧によりH-H最近接距離をボーア半径の二倍程度まで近づけねばならなかった。ところが、初めから水素の電子雲が重なっている物質が存在する。それが、本研究で対象とする、LiHなどの“普通の”水素化物である。ただし。これらの水素化物ではH1s軌道が完全に埋まっており、伝導性を与えるにはH1s軌道に穴をあけなければならない。そこで本研究では、元素置換と電界誘起によってH1s軌道に穴、つまりホールを生成して水素の金属状態を引き出す。