Исследовательская группа, возглавляемая Ёсихико Такано, руководителем Группы сверхпроводящих материалов Nano Frontier, Отдел окружающей среды и энергетических материалов, NIMS, и другая исследовательская группа, возглавляемая Тецуо Ирифуне, директором Центра геодинамических исследований (GRC) Университета Эхимэ, совместно разработала новую ячейку с алмазной наковальней (DAC) путем изготовления сверхпроводящего алмаза, который проводит электричество, как металл, и служит электродом, на самом твердом и устойчивом к сколам нанополикристаллическом алмазе (алмаз Hime). В результате традиционная практика умелого прикрепления четырех электродов к небольшому образцу (несколько десятков микрон) была устранена, и, таким образом, измерения электрического сопротивления при сверхвысоком давлении стали намного проще. Кроме того, поскольку алмазные электроды можно использовать многократно, измерения физических свойств значительно улучшились с точки зрения работы и экономической эффективности.Типичный ЦАП — это устройство для создания высокого давления путем прижатия кюрет парных алмазных наковален друг к другу.
Для увеличения давления, создаваемого устройством, необходимо уменьшить площади кюреток. В частности, для создания сверхвысокого давления (несколько сотен тысяч атмосфер) кюретки должны иметь диаметр около 400 микрон.Работа такого устройства была бы очень сложной из-за требования, чтобы размеры исследуемых образцов были всего лишь примерно 100 микрон. Чтобы создать давление в миллион атмосфер или выше, размеры образцов должны быть еще меньше, что делает чрезвычайно сложным прикрепление электродов к образцам вручную.
Соответственно, исследовательская группа изготовила сверхпроводящие алмазные электроды на вершине наковальни методом электронно-лучевой литографии. Поскольку алмаз в форме пластины удобно использовать для изготовления электродов с помощью литографии, они объединили алмаз в форме пластины и другой алмаз с кюреткой, чтобы сформировать ячейку с алмазной наковальней.В результате исследовательской группе удалось разработать новую ячейку с алмазной наковальней, объединив самые твердые в мире алмазные электроды и самую твердую в мире алмазную наковальню.
Поскольку требуются передовые экспериментальные технологии, материалы RD под сверхвысоким давлением все еще в значительной степени не исследованы. Таким образом, эта область имеет большой потенциал, предлагая возможности для изучения новых материалов и сверхпроводников с необычными функциями.
Мы считаем, что эта новая технология внесет вклад в развитие Японии в области разработки материалов.Часть этого исследования была поддержана ведущим научно-исследовательским институтом наук о сверхвысоких давлениях (PRIUS), который был признан Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий исследовательским центром коллективного пользования.
Это исследование было представлено 23 февраля на симпозиуме PRIUS, который состоится в Центре геодинамических исследований (GRC) Университета Эхимэ.