【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM5143

利用課題名 / Title

ホウ素ドープダイヤモンド電極付き圧力装置を用いた超伝導体探索

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,超伝導/ Superconductivity

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

松本 凌

所属名 / Affiliation

物質・材料研究機構

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

河野 久雄

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-609：電子銃型蒸着装置 [ADS-E86]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

本研究では、利用者（松本）が開発しているホウ素ドープダイヤモンド電極を備えた高圧力装置であるダイヤモンドアンビルセルの試料空間上に薄膜を蒸着し、高圧力下で水素化することで、新規水素化物超伝導体の発見を目指している。原料となる金属薄膜の蒸着に当該電子線蒸着装置を使用した。

実験 / Experimental

利用者が、グループ所有の電子線リソグラフィもしくは手作業でダイヤモンドアンビル上にマスクを作製し、当該電子線蒸着装置を用いて白金薄膜を蒸着した。このダイヤモンドアンビルを用いて高圧セルを組み、試料空間内に水素源となるアンモニアボランを封入し、高圧力を印加した。

結果と考察 / Results and Discussion

ダイヤモンドアンビル上に形成したホウ素ドープダイヤモンド電極上に白金薄膜を蒸着することで、オーミックコンタクトを示すデバイスの作製に成功した（添付図）。このアンビルを用いて高圧セルを組み、アンモニアボランを封入し、10GPaの圧力下で200℃に加熱した。その後、試料空間内には水素が存在することを確認し、水素化白金の超伝導が発現すると報告されている30GPaを目指して圧力を印加した。しかしながら、25GPa程度でダイヤモンドアンビルを支持するジルコニア台座が破断し、実験を中止した。今後は、ジルコニア台座が受ける圧力を低減するためのデバイス構成の見直しを行い、水素化白金における高温超伝導の発現を目指す。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図

図

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Ryo Matsumoto, Pressure-induced superconductivity and robust Tc against external pressure in (Ge,Sn,Pb)Te, Journal of Alloys and Compounds, 983, 173906(2024).
   DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.173906
   
2. Ryo Matsumoto, Electrical Transport Properties of van der Waals Insulator CrGeTe₃ under Extremely High Pressure up to 52 GPa, Journal of the Physical Society of Japan, 93, (2024).
   DOI: 10.7566/JPSJ.93.044710
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件