国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院工学研究科の平井 大悟郎 准教授、植松 直斗 大学院生、片山 尚幸 准教授、竹中 康司 教授、同大学未来材料・システム研究所の齋藤 晃 教授らの研究グループは、(RuRhPdIr)_1-xPt_xSbというハイエントロピー型アンチモン化合物の合成に成功し、超伝導転移を観測しました。
ハイエントロピー物質は、5種類以上の元素を等量混ぜ合わせることで、普通には混じり合わない物質を単一の物質として安定化させた物質です。結晶の構造は保ちつつも、原子レベルで元素が無秩序配列しており、この特異な原子配列に起因した高い機械的特性や耐腐食性を示すため、高機能性材料として大きな注目を集めています。
本研究で合成したハイエントロピー型アンチモン化合物は、関連物質の中でも比較的高い超伝導転移温度を示しており、高い組成の自由度を利用して更なる超伝導性能の向上が期待されます。また、本研究で15族元素を含むハイエントロピー物質が合成できたことで、今後さらに数多くの新物質や新機能の発見が期待されます。
本研究成果は、2023年8月21日付アメリカ化学会雑誌「Inorganic Chemistry」に掲載されました。

【ポイント】

・ハイエントロピー型アンチモン化合物の合成に成功し、超伝導^注1）を観測した。
・合成した物質が、ハイエントロピー物質（化合物）^注2）という物質科学の最新の概念で説明できることを、結晶構造の温度可逆性や放射光X線回折測定、電子顕微鏡観察等で確認した。
・発見した超伝導体は、関連物質の中でも比較的高い転移温度を示しており、多種の元素を組み合わせることで新機能を生み出すハイエントロピー化を利用することで、さらなる機能性材料の発見が期待される。

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【用語説明】

注1）超伝導：
物質を冷却した時、ある温度（超伝導転移温度）以下で電気抵抗がゼロとなる場合がある。この現象を超伝導転移と呼び、超伝導転移を示す物質を超伝導体という。

　
注2）ハイエントロピー物質（化合物）：
5種類以上の元素が等量に近い割合（5～35%）で固溶した物質。5種類以上の金属からなるハイエントロピー合金の研究からはじまり、近年ではハイエントロピー酸化物などの陰イオンを含む物質群にも広がっている。元素が固溶する際の配置のエントロピーが、物質の安定性を決定する要因になっていると考えられている。

【論文情報】

雑誌名：Inorganic Chemistry
論文タイトル：Superconductivity in high-entropy antimonide M_1-xPt_xSb (M = equimolar Ru, Rh, Pd, and Ir)
著者：平井大悟郎，植松直斗，片山尚幸　(名大工), 齋藤晃（名大未来研）, 竹中康司（名大工）
DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c01364
URL: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.inorgchem.3c01364

【研究代表者】

大学院工学研究科　平井 大悟郎　准教授
http://mag.nuap.nagoya-u.ac.jp/