Synthesis and Development of Room-Temperature Superconducting Device

常温超导器件的合成与开发

基本信息

批准号：
20H05644
负责人：
清水克哉
金额：
$ 125.8万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-08-31 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究が目指す「室温動作超伝導デバイス」の実現にむけ、１．室温超伝導体と２．高圧力のまま超伝導材料をデバイスに利用の達成を同時に進めてきた。「超伝導転移温度はどこまで上げることができるのか」という学術的な問いと、「高圧のままで使う」という発想の実現のため、高圧力を安定に保持して高温超伝導を利用するための研究である。代表者清水の実験技術を基盤軸に、分担者の石河による理論物性予測、河口による超高圧下結晶構造解析を通じて１の実現、分担者の高野と協力して２の開発研究を進めた。理論計算によって室温に迫るまたは室温以上の水素化物がいくつか提案されている。これらのうち、3元素系水素化物を中心に高温超伝導水素化物の合成実験に取り組んだ。既知の高温超伝導体水素化物（La水素化物など）への軽元素を加えて3元素系とするドーピングの手法と、Luなどの希土類とCaなどの2価金属との水素化物による3元素系などである。また、デバイス化を見据え、より低い圧力で同程度の超伝導転移温度をもつ物質探索も同時に行ったが、理論予測通りの超伝導転移温度は達成されていない。期間中に海外のグループから室温を超える超伝導水素化物の発見の報告があり、その検証実験を行った。我々を含め追試に成功した例はなかった。第一原理計算を用いた3元系水素化物超伝導体の探索のため、構成元素、圧力、安定組成、安定構造、超伝導性に関するデータ統合をすすめ、統計解析や機械学習に利用できるようデータベース化に取り組んだ。ホウ素ドープダイヤモンド電極を発展させ、ヒーター内蔵型ダイヤモンドアンビルを用いた新超伝導探索を実施した。

为了实现这项研究旨在实现的“室温运行超导设备”，1。室温超导体和2。我们同时一直在努力实现在设备中使用超导材料的使用，同时仍处于高压状态。这是对“超导过渡温度可以升高多少？”的学术问题的研究。 “在高压下使用它”的想法是实现“在高压下使用它”，并使用高温超导性的想法，同时稳定地保持高压。基于代表性Shimizu的实验技术，我们通过Sharer Ishikawa对理论物理特性的预测进行了2的开发研究，并使用WARE对超高压力下的晶体结构进行了分析，并与Sharer the Sharer Takano合作。通过理论计算，已经提出了几种氢化物，它们接近或高于室温。其中，我们研究了高温超导氢化物（主要是三元素氢化物）合成的实验。有一些兴奋剂技术，例如在已知的高温超导体氢化物（例如La Hydrides）中添加光元素，以形成三元素的系统，以及使用稀有地球的氢化物（如LU和二价金属）（例如Ca）的氢化物。此外，在朝着设备形成的眼前，我们还同时搜索具有相似超导过渡温度在较低压力下的材料，但是正如预期的那样，未达到超导过渡温度。在此期间，海外小组报告发现在室温上发现了超导氢化物，并进行了测试。没有成功的重演，包括我们。为了使用第一原理计算搜索三元氢化物超导体，我们促进了基于组成元素，压力，稳定组成，稳定结构和超导性的数据集成，并致力于创建数据库，以便它可以用于统计分析和机器学习。使用带有内置加热器的钻石砧进行了新的超导搜索，并开发了硼掺杂的钻石电极。

项目成果

期刊论文数量（89）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

炭素- 硫黄- 水素の3元系水素化合物の合成

碳-硫-氢三元氢化合物的合成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Zhou Jian-Wen;Liu Tie;Li Jin-Zeng;Liu Hong-Li;Wang Ke;Xu Feng-Wei;Kim Kee-Tae;Lee Chang Won;Dewangan Lokesh;Tatematsu Ken’ichi;Li Shanghuo;Liu Xun-Chuan;Tang Mengyao;Ren Zhiyuan;Zhang Guo-Yin;Zhang Chao;Liu Rong;Luo Qiu-Yi;Ristorcelli Isabelle;小野善康;髙橋亘;榮永茉利,清水克哉,中野智志,木須一彰,金相侖,折茂慎一
通讯作者：
榮永茉利,清水克哉,中野智志,木須一彰,金相侖,折茂慎一

リンをドープした硫黄水素化物の高温高圧合成と超伝導探索

高温高压合成磷掺杂硫氢化物并寻找超导性

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
小河勝生 ;榮永茉利 ;清水克哉 ;坂田雅文 ;中野智志 ;河口沙織 ;平尾直久 ;大石泰生
通讯作者：
大石泰生

I章14 2. 第一原理計算「高圧力の科学・技術事典」

第一章 14 2.第一性原理计算《高压科学技术百科全书》

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Azami Keishiro;Hirano Naoto;Kimura Jun-Ichi;Chang Qing;Sumino Hirochika;Machida Shiki;Yasukawa Kazutaka;Kato Yasuhiro;石河孝洋
通讯作者：
石河孝洋

I章3 6. 低温発生技術「高圧力の科学・技術事典」

第一章 3 6.低温发电技术《高压科学技术百科全书》

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jiang Miao;Asahara Hirokatsu;Sato Shoichi;Ohya Shinobu;Tanaka Masaaki;清水克哉
通讯作者：
清水克哉

硫化水素を母物質とした高温超伝導体の探索

寻找以硫化氢为主体材料的高温超导体

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
榮永茉利;中本有紀;清水克哉;中野智志;折茂慎一;木須一彰;河口沙織;平尾直久;大石泰生
通讯作者：
大石泰生

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清水克哉其他文献

急速圧縮膨張装置を用いた副室点火燃焼の相似則に関する研究

快速压缩膨胀装置预燃室点火燃烧相似规律研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
入舩徹男;舟越賢一;近藤忠;関根利守;清水克哉;長谷川正;保科貴亮;木村佳文;加藤稔;松木均 (担当:分担執筆）;上野聖矢，松浦翼，高山泰佳，山下陸，嶋田不美生，田上公俊，森吉泰生;盛大輔，和久哲志，山下陸，田上公俊，嶋田不美生，森吉泰生;和久哲志・盛大輔・山下陸・上野聖矢・嶋田不美生・田上公俊・森吉泰生
通讯作者：
和久哲志・盛大輔・山下陸・上野聖矢・嶋田不美生・田上公俊・森吉泰生

高効率化のための各種炭化水素燃料の基礎燃焼特性

各种碳氢燃料的基本燃烧特性，以提高效率

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
入舩徹男;舟越賢一;近藤忠;関根利守;清水克哉;長谷川正;保科貴亮;木村佳文;加藤稔;松木均 (担当:分担執筆）;上野聖矢，松浦翼，高山泰佳，山下陸，嶋田不美生，田上公俊，森吉泰生;盛大輔，和久哲志，山下陸，田上公俊，嶋田不美生，森吉泰生;和久哲志・盛大輔・山下陸・上野聖矢・嶋田不美生・田上公俊・森吉泰生;桐谷知樹・入倉海理・髙山泰佳・田上公俊・嶋田不美生;高山泰佳・三重野貴・田上公俊・嶋田不美生・小畠健・内木武虎・渡邊学
通讯作者：
高山泰佳・三重野貴・田上公俊・嶋田不美生・小畠健・内木武虎・渡邊学