| 研究課題/領域番号 |
23340092
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
関根 ちひろ 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60261385)
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| 研究分担者 |
武田 圭生 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70352060)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | スクッテルダイト化合物 / 高圧合成 / 希土類化合物 / X線その場観察 / 放射光 / 新物質探索 |
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| 研究概要 |
希土類プニクタイドは、重い電子状態、非BCS 超伝導、多極子転移など強相関電子系に特有の多彩な異常物性を示す物質が多く含まれており、物性研究者にとって魅力的な物質群である。しかし、リン、ヒ素などの蒸気圧の高い元素と高融点の遷移金属元素、希土類元素の組み合わせからなるプニクタイドの合成は非常に困難である。特に、詳細な物性研究には不可欠な純良単結晶試料の育成は極めて困難である。このような物質の合成に高圧合成法は強力な試料合成手段の一つである。本研究では、新たな高圧合成システムを開発することにより、高圧環境下における試料の合成条件、単結晶育成条件を迅速に決定し、効率的な新物質探索を可能にするシステムを構築する。さらに、開発したシステムを用いて、新奇希土類プニクタイドを創製し、特異な超伝導や磁性の発現を目指すことを目的としている。
高エネルギー加速器研究機構（KEK）放射光利用施設(PF)に設置されているキュービックアンビル装置（MAX-80）に、本研究で構築した新たな高圧合成システム（６－６型高圧装置）を組み込むことで、高温高圧下における試料合成過程のX 線その場観察実験を効率的に行うことが可能となった。その結果、最適な試料合成条件を迅速に決定でき、CeやSmを含む充填スクッテルダイト化合物の純良試料が得られるようになった。また、いくつかの新規化合物の合成にも成功した。具体的にはアルカリ土類金属元素を含むP系充填スクッテルダイト、混合希土（ミッシュメタル）を充填したSb系充填スクッテルダイト化合物などを合成することに成功した。さらに、得られた試料の評価を行い、Baを含む新充填スクッテルダイト化合物が新超伝導であることを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画通り６－６型高圧装置を構築し、予定していた温度、圧力を安定して発生させることが可能となった。また、放射光実験において生じた問題点は、装置の改良によって、解決できた。さらに、放射光Ｘ線その場観察実験によって決定した試料の合成条件を基に高圧合成を行った結果、新物質の合成に成功したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後10GPa以上のさらに高い圧力を安定して発生できる装置の開発と改良したシステムを用いて、新規物質の探索を行う予定である。実験を行う試料は合成条件の確立していない重希土類元素を含むヒ素系充填スクッテルダイト化合物および関連物質を計画している。また、高圧下フラックス法による単結晶育成の条件を決定するため高圧下における溶融温度などを調べる。
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