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物性物理学:テラパスカル静圧における材料合成

Nature 605, 7909 doi: 10.1038/s41586-022-04550-2

理論的モデル化によって、極端な温度・圧力条件下における材料の極めてまれな構造や特性が予測されている。これまで、200 GPaを超える圧力での材料の合成や研究は、超高圧実験の技術的複雑さと適切なin situ材料解析方法の欠如の両方によって妨げられてきた。今回我々は、レーザー加熱を用いて、テラパスカル領域の静的圧縮下で実験を可能にするために開発した方法について報告する。我々はこの方法を適用し、レーザー加熱2段式ダイヤモンドアンビルセルにおいて約600 GPaと約900 GPaの圧力を実現し、レニウム–窒素合金を作製するとともに、窒化レニウムRe7N3を合成した。Re7N3は、我々の理論解析の結果が示すように、極端な圧縮下でのみ安定である。微結晶のin situシンクロトロン単結晶X線回折を用いて実現された、今回の十分な化学的および構造的な材料評価によって、今回の方法が高圧結晶構造解析をテラパスカル領域まで拡張できることが実証された。

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