2021 年度研究成果報告書

高い超伝導転移温度を有するアルカリ土類金属単体元素の結晶構造の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05810
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	無機化学
研究機関	大阪大学
研究代表者	中本有紀大阪大学, 基礎工学研究科, 特任准教授(常勤) (90379313)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード	高圧力 / 超伝導 / 構造相転移 / アルカリ土類金
研究成果の概要	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（Tc）と結晶構造の関係を明らかにすることを目的とした。ストロンチウム（Sr）に着目し詳細な温度-圧力相図を作成した。これまでにSrで報告されていたものよりも高いTcを示す新しい高圧相（Sr-VI）の存在を見出した。この高圧相は100 K以下の低温で加圧することでのみ出現する。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（Sr-VII）の存在と、安定領域について明らかにした。以上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おいても更に高いTcをもつ低温高圧相の存在を示唆するものである。
自由記述の分野	固体物性
研究成果の学術的意義や社会的意義	元素の中でも超伝導転移温度が圧力によって上昇するものは稀であり、その中で最も高い超伝導転移温度を示すカルシウムと同族であるストロンチウム、バリウムについて精密に結晶構造を調べることで、アルカリ土類金属についてのシークエンスを得ることができる。ストロンチウムについて高い超伝導転移温度を示す相の精密結晶構造解析を行い、結晶構造と超伝導性の関係を明らかにしたことは高温超伝導の発現機構の解明の一助となる。さらに理論的に超伝導性発現機構が解明されれば、超伝導転移温度の改善、さらには室温超伝導体など新規高温超伝導物質の材料設計につながる。