2012 Fiscal Year Annual Research Report
６－６型高圧発生装置を用いた新奇希土類プニクタイドの創製
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23340092
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 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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| Research Abstract |
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。
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）で、設計どおりの圧力発生を確認したが、放射光施設におけるX線その場観察実験では、いくつか問題点が見つかったので、その改良を行った。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、改良した組立集合体を取付け、高温高圧下における試料合成過程のX 線その場観察を行った。実験はSb系、As系の非充填スクッテルダイト化合物およびSmを含む充填スクッテルダイトリン化物について、出発物質として、組成比どおりの元素粉末の混合物を用い、高圧力下の試料合成過程のX線その場観察を行い、最適な合成条件を決定した。さらに、KEK におけるX線その場観察実験により得られた情報を基に充填スクッテルダイト化合物の試料合成を行い純良試料の合成に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り６－６型高圧装置を構築し、予定していた圧力を安定して発生させることが可能であることが確認できた。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、純良試料を得ることに成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は8GPa以上の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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