ソフトケミストリー法による白金族・貴金属酸化物超伝導体の探索

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当該年度は、反応場として無機溶融塩およびイオン液体を用い、電気化学合成により薄膜・厚膜を合成する手法を確立した。まずは2元系の超伝導材料(MgB_2, FeSe, Nb_3Snなど)の合成を試みた。低温の電気化学合成は、以下に示すように応用面からも有用である。従来の薄膜作製法(蒸着法)では、筒状基板などに多元系化合物を成膜することは事実上不可能であった。それに対し、電気化学合成では、適当な形状の電極をデザインすることにより、均一な厚みの薄膜を電極上に作製することができる。また、設備コストは従来法に比べて著しく低い。大がかりな蒸着装置が不要であり、定電流源、イオン液体および出発原料さえあれば大面積の導電性基板表面に超伝導材料を成膜し、磁気シールド等を作製することが可能である。これは応用研究の進展と新たな産業分野の創出につながるものと期待される。本研究は物質材料研究機構(NIMS)の高野グループとの協力体制の下で行った。電気化学合成の溶媒として有機溶媒に少量のイオン液体を添加して用いる新しい手法を開発し、MgB_2の電析を低温(室温～60℃)の範囲で試みた。溶液中のMg, Bのイオン濃度と還元電位の最適化により、酸化物を不純物として含むもののMgとBの共電析に成功した。本手法は、申請書で提案した水酸化アルカリを溶媒として用いた場合の低温合成よりもさらに低温での合成を可能とした。また、酸化還元電位の低いMg, Bからなる化合物を合成できたことは、本手法は酸化還元電位のより高い貴金属を含む新物質の探索に大変有効であることを示すものである。