水素化合物における光学フォノンを媒介とする新高温超伝導物質の創製

氢化合物中光声子介导的新型高温超导材料的制备

基本信息

批准号：
21654044
负责人：
小池洋二
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

金属水素が高温超伝導を示す可能性が40年前に提唱されて以来,水素化物超伝導体が注目され続けてきた.しかし,水素の取り扱いの危険性,安全性を考慮した特殊な装置の必要性からか新超伝導物質の探索研究は進展していない.そこで,本研究では,水素ガスボンベも特殊な反応容器も用いることなく水素化合物を合成する安全で簡便な手法を開発した.水素発生源として還元剤CaH_2とCuOの混合粉末を用いる.CaH_2は約300℃でCuOから酸素を奪いCaOとなる.その際に発生する水素ガスを利用する.この混合粉末をペレット状に成型し,水素化したい合金を一緒にガラス管または石英管に真空封入する.これを電気炉で加熱する.混合粉末の量,ガラス管(石英管)の容積で水素圧を制御できる.まず,合金の代わりにTiで水素化を試みた.その結果,600℃の加熱でTiH_2を合成することに成功した.次に,新しいペロブスカイト型水素化合物AlNiH_3,Bi_2PdH_4の合成を目指した.まず,AlNi,Bi_2Pdを作製した.原料Al,Ni,Bi,Pd粉末をそれぞれ化学量論組成になるように秤量,混合し,ペレット状に成型し,石英管に真空封入した.AlNiにおいては1100℃で60時間反応させて得た.また,Bi_2Pdにおいては600℃で原料を溶解し,12時間保持した.その後,450℃まで徐冷して2時間保持した後,水の中に急冷して得た.次に,これらの合金を先に述べた新しい合成法を用いて、水素化を試みた.AlNiに対しては、水素源もAlNiも300℃で,Bi_2Pdに対しては,水素源は300℃で,Bi_2Pdは室温に保って水素化を試みた.粉末X線回折の結果は,どちらも母物質と変化はなかった.水素化しなかった,もしくは水素化したがX線回折測定の際に大気中へ水素が脱離したものと考えられる.

由于40年前提出了表现出高温超导性金属氢的可能性，因此氢化物超导体一直引起人们的注意。但是，考虑到处理氢和安全性的危险以及对特殊设备的需求，寻找新的超导体的搜索并没有进展。因此，在这项研究中，我们开发了一种安全便捷的方法来合成氢化合物，而无需使用氢气气缸或特殊反应容器。还原剂CAH_2和CUO的混合粉末用作氢产生的来源。 H_2在约300°C下从CuO中取氧，并变成CAO。此时产生的氢气。将这种混合粉末模制成颗粒中，并将其氢化的合金真空密封在玻璃或石英管中。这是在电炉中加热的。氢压可以通过混合粉末和玻璃管的体积（石英管）来控制。首先，尝试用Ti而不是合金尝试氢化。结果，TIH_2在600°C下成功合成。接下来，一个新的渗透目的是合成Skyte型氢化合物ALNIH_3和BI_2PDH_4。首先，准备了Alni和BI_2PD。将原材料AL，NI，BI和PD粉末称重并混合以具有化学计量的组成，并模制成颗粒，并在石英管中密封真空。在Alni中，将原材料在1100°C下反应60小时。在BI_2PD中，将原材料溶解在600°C，并保持12小时。然后，将原材料逐渐冷却至450°C 2小时。持有一段时间后，合金被水在水中淬灭。接下来，使用上述新的合成方法尝试了氢化。对于Alni，氢源和ALNI均在300°C下，对于BI_2PD，氢源在300°C下，对于BI_2PD，氢源在300°C下为300°C，对于BI_2PD，氢源在300°C下为300°C，对于Bi_2ppd和Bi_2pd和Bi_2pd，则为Bi_2pd，水源为室温。粉末X射线衍射的结果表明，这些变化都没有从母体材料中改变。人们认为，在X射线衍射测量过程中，氢气未氢化或氢化，而是氢化，但氢化是氢化的。