超高圧合成法によるパラジウム含有新規水素化物の探索とその超伝導の発現

超伝導材料探索における金属水素化物の研究目的は、金属に水素を吸蔵させることによって、金属の価電子帯の構造、あるいはフォノン状態密度を変化させてTcを向上させることと、水素を高密度に吸蔵させて、高Tcが期待される金属水素と同様の状態を出現させてTcを実現することにある。パラジウム系水素化物においてPdH_<0.8>およびNaPd_3H_2において超伝導転移が報告されており、Pd系新規水素化物における超伝導が期待されている。超高圧法によりPd-X系新規水素化物(X=Li,Na,K,Mg,Ba,Y,La)が探索され、Pd-K系を除くPd-X系において12もの新規化合物が合成された。Pd-50 mol%LiHにおいて、水素源を用いて5GPa、873K、8hの条件で作製された試料からXRDにより二相が観察され、試料をRietveld解析した結果、一つの新規水素化物は正方晶系(I4_1/and(No.141),Proto type LiFeO_2-type)の結晶構造とし、LiサイトにLi、FeサイトにはPdを置換した。OサイトにはHを置換し、水素含有量を考慮して占有率0.59とした。また、もう一つの新規水素化物については立方晶系(Fm--3m(No.225),Proto type NaCl-type)の結晶構造とし、NaサイトにPdおよびLiを出発組成の占有率それぞれ0.5となるように置換し、ClサイトにはHを置換し水素含有量を考慮して占有率0.59とした。精密化を行った結果、新規水素化物は正方晶系の結晶構造を有する相(LiPdH_<1.18>=40.07 mass%, 格子定数 a=0.39297(1)nm, c=0.86358(3)nm,R因子R_B=3.450%,R_F=1.573%)および立方晶系の結晶構造を有する相((Pd_<0.5>Li_<0.5>)H_<0.59>=59.93 mass%,格子定数 a=0.400841(9)nm, R因子、R_B=2.776%, R_f=1.583%)と見積もられた。収束の程度を表すR因子はそれぞれR_<wp>=9.305%,R_p=6.687%, R_e=3.001%, S=3.0677であった。この試料において磁気測定が行われ、4Kにおいて超伝導転移を示し、LiPdH_<1.18>が超伝導転移を示したと考えられる。

超伝導材料探索における金属水素化物の研究目的は、金属に水素を吸蔵させることによって、金属の価電子帯の構造、あるいはフォノン状態密度を変化させてTcを向上させることと、水素を高密度に吸蔵させて、高Tcが期待される金属水素と同様の状態を出現させてTcを実現することにある。パラジウム系水素化物においてPdH_<0.8>およびNaPd_3H_2において超伝導転移が報告されており、Pd系新規水素化物における超伝導が期待されている。超高圧法によりPd-X系新規水素化物(X=Li,Na,K,Mg,Ba,Y,La)が探索され、Pd-K系を除くPd-X系において12もの新規化合物が合成された。Pd-50 mol%LiHにおいて、水素源を用いて5GPa、873K、8hの条件で作製された試料からXRDにより二相が観察され、試料をRietveld解析した結果、一つの新規水素化物は正方晶系(I4_1/and(No.141),Proto type LiFeO_2-type)の結晶構造とし、LiサイトにLi、FeサイトにはPdを置換した。OサイトにはHを置換し、水素含有量を考慮して占有率0.59とした。また、もう一つの新規水素化物については立方晶系(Fm--3m(No.225),Proto type NaCl-type)の結晶構造とし、NaサイトにPdおよびLiを出発組成の占有率それぞれ0.5となるように置換し、ClサイトにはHを置換し水素含有量を考慮して占有率0.59とした。精密化を行った結果、新規水素化物は正方晶系の結晶構造を有する相(LiPdH_<1.18>=40.07 mass%, 格子定数 a=0.39297(1)nm, c=0.86358(3)nm,R因子R_B=3.450%,R_F=1.573%)および立方晶系の結晶構造を有する相((Pd_<0.5>Li_<0.5>)H_<0.59>=59.93 mass%,格子定数 a=0.400841(9)nm, R因子、R_B=2.776%, R_f=1.583%)と見積もられた。収束の程度を表すR因子はそれぞれR_<wp>=9.305%,R_p=6.687%, R_e=3.001%, S=3.0677であった。この試料において磁気測定が行われ、4Kにおいて超伝導転移を示し、LiPdH_<1.18>が超伝導転移を示したと考えられる。