超高圧下における軽アルカリ金属の超伝導と原子対形成状態の研究

超高压下轻碱金属超导及原子配对状态研究

• 批准号: 07J52753
• 负责人: 松岡 岳洋
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J52753/
• 关键词: リチウム; 原子対形成状態; 超伝導; 高圧力; ダイヤモンドアンビルセル; X線回折測定

軽アルカリ金属リチウムについて、超高圧下における原子対形成状態と超伝導転移の探索を目的とした。リチウムをダイアモンドアンビルセル内に封入して圧力を加え、X線回折測定によって結晶構造解析を行うと同時に、試料空間内に挿入した電極で電気抵抗の変化を観測した。2つの測定を同時に行うことで結晶構造と電気的性質の関係を明確にすることを可能にした。X線回折測定により、70GPa以上の超高圧力下で2つの高圧相が存在することを明らかにし、それぞれをhp-I相(70〜80GPa)、hp-II相(80GPa以上)と名付けた。さらに、同時に測定した電気抵抗測定により、リチウムがhp-II相において(圧力誘起)金属から半導体に転移することを見出した。これは金属元素では初めての圧力誘起半化の観測である。リチウムは100GPa以上の圧力下で原子同士が対を形成(Cmca構造)して半導体に転移すると理論予想されてきたが、hp-II相においてこの状態が実現している可能性がある。Cmca構造は水素が超高圧力下で金属に転移した際にとる結晶構造と予想されており、金属水素の生成と物性について知見を得る取り組みにおいても重要な結果が得られた。超伝導転移温度T_cについては、fcc構造(10〜40GPa)において圧力とともに急激な上昇を見せた後に最大値をとって、下降に転じることを明らかにした。また、いったん減少したT_cは45〜70GPaで存在するcI16構造においては再び上昇することも明らかにした。リチウムはもっとも基本的な金属のひとつであり、金属一般の超伝導発現機構について知見を得る上で、結晶構造とT_cの関係を明らかにした今回の結果は重要である。

The purpose of the study is to explore the formation of atomic pairs under ultra-high pressure. In addition, X-ray reflection measurement, crystal structure analysis, and measurement of electrical resistance in the sample space are carried out. 2. The relationship between crystal structure and electrical properties should be clarified. X-ray reflection measurement shows that under ultra-high pressure above 70GPa, 2 phases of high pressure exist, and the other phases are hp-I phase (70 ~ 80GPa) and hp-II phase (above 80GPa). In addition, simultaneous measurement of electrical resistance measurement, such as hp-II phase (pressure induced) metal and semiconductor phase shift, can be seen. The metal elements are initially exposed to pressure and induce semi-oxidation. It is possible that the atomic phase will be formed at pressures above 100GPa (Cmca structure) and that the phase transition in semiconductors will occur theoretically. Cmca structures are important for metal migration under high pressure. Crystal structures are expected to be formed in order to understand the formation and properties of metal elements. Superconductivity temperature T_c is the highest temperature in the FCC structure (10 ~ 40GPa), and the highest temperature in the FCC structure (10 ~ 40GPa). The T_c decreases from 45 to 70GPa, and the cI16 structure increases from 45 to 70GPa. The relationship between crystal structure and T_c is important.