| 研究課題/領域番号 |
17K05810
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中本 有紀 大阪大学, 基礎工学研究科, 技術専門員 (90379313)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 高圧 / 超伝導 / 構造相転移 / アルカリ土類金属 / X線回折 |
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| 研究実績の概要 |
全元素の中で高い超伝導転移温度を示すアルカリ土類金属について、超伝導転移温度と結晶構造の関係を知ることでその発現機構を明らかにすることを目的としている。実験手法及び計算機環境の整備をおこない、特にストロンチウムに着目して結晶構造と超伝導転移温度の関係を検証する。
これまで超高圧・低温下のX線回折実験の手法及び計算機環境の整備をおこない、アルカリ土類金属の結晶構造について研究を行ってきた。低温・高圧下での極端条件では試料サイズが十数μｍ程度と非常に微少であることから輝度の高い放射光を用いたX線回折測定を行ってきた。ストロンチウムについては温度-圧力相図を作成し、さらにこれまでに知られていなかった低温領域でのみ存在する新しい高圧相を見出した。この相をSr-VI相と名付けた。これは100K以下の低温で圧力を印加するという実験パスでのみ現れる高圧相である。またこの相は、既にストロンチウムで報告されていた超伝導転移温度よりも高い超伝導転移温度を示すことも明らかにした。加えてSr-VI相の高圧相としてhcp構造をもつ新たなる結晶相の存在も発見している。これらのことは元素で最も高い超伝導転移温度をもつカルシウムについても更に高い超伝導転移温度をもつ低温高圧相の存在を示唆する結果を得たことになる。今年度これを実証するために、我々が取組んできた400 GPa以上の圧力発生に成功した高圧発生技術でさらに圧力領域を拡大してX線回折測定および電気抵抗測定を可能にする準備を整えてきた。しかしながら本研究に不可欠な放射光実験施設での実験実施ができなかったため、Sr-VI相の結晶構造決定に向けた精密X線回折測定が実施できておらず追加データを得られていない。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究で新しく存在を確認したSr-VI相の結晶構造の決定には、低温・超高圧下での精密X線回折測定が必要である。しかしながら本研究に不可欠な放射光実験施設が運転停止となるなど予定通りの実験遂行が困難な状況にあった。
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| 今後の研究の推進方策 |
追加測定として、今後は、新しく発見された高圧相について、圧力分布の影響や試料以外の回折ピークを除外するためマイクロサイズにビーム径に絞った放射光X線回折実験を行いたい。アルカリ土類金属に共通するシークエンスを見出し、元素の中で既にカルシウムで報告されている超伝導転移温度の最高記録更新が期待できる新たなる高圧結晶相の存在の可能性を提案したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
追加データに必要な放射光精密X線回折測定が、実験施設運転停止などのため計画通りの実験実施に至らなかった。今年度あらためて実施予定である。
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