韓国の研究チーム、「1気圧」という条件下でのダイヤモンド合成に成功
KOREA WAVE / 2024年4月29日 13時0分
【KOREA WAVE】ダイヤモンドは高温・高圧条件でのみ生産されるという常識を、韓国の研究チームが覆した。
韓国・基礎科学研究院のロドニー・ルオフ多次元炭素材料センター長が率いる研究チームが、ガリウム、鉄、ニッケル、シリコンから成る液体金属合金を使って、1気圧という状況においてダイヤモンドを合成することに成功した。IBSが25日、明らかにした。1気圧内での生産は過去に例がない。
ダイヤモンドは優れた熱伝導性と固さ、耐化学性を持つ炭素物質。電子機器の熱伝導体、半導体の温度上昇を防止する放熱装置など活用度が高い。だが、大半のダイヤモンドは摂氏1300度~1600度の高温と標準大気圧(1気圧)の5万倍~6万倍に達する高圧条件のみで合成される。
高温・高圧条件を維持するための圧力セルは大きさが制限され、合成可能なダイヤモンドの大きさは約1立方センチが限度だ。
今回、IBSチームは1025度の温度▽1気圧の圧力――という条件でダイヤモンドを合成した。
研究チームは急速に加熱や冷却可能な「RSR-S」という装置を自主製作し、3時間がかかる従来の装置とは異なり、15分ですべての実験準備過程を終えられるようにした。
RSR-S装置は温度と圧力を素早く調節し、液体金属合金を作る。ダイヤモンドを成長させられる最適の温度と圧力、液体金属合金比率条件を求めるために数百個の媒介変数調整に使われる。
研究チームはメタンと水素でガリウム77.75%、ニッケル11.00%、鉄11.00%、シリコン0.25%で構成された液体金属合金を作り、下部表面でダイヤモンド構成物質である炭素が拡散することを確認した。
これにより、液体金属合金の下部で、1025度の温度と1気圧の圧力で炭素拡散が進み、ダイヤモンドが成長することを確認した。
また「光発光分光法」という実験を通じて物質に光を当てて放出される波長光を分析し、ダイヤモンド内の「シリコン空隙カラーセンター」構造を発見した。
これは、液体金属合金の構成要素の一つであるシリコンが、炭素だけから成るダイヤモンド結晶の間に挟まれている構造だ。この時、シリコン空隙カラーセンター構造は量子サイズの磁性を持ち、磁気敏感度が高く量子現象(量子的な特性)を帯びている。
今後、ナノサイズの磁気センサー開発と量子コンピュータ分野への拡散応用が期待される。
(c)NEWSIS/KOREA WAVE/AFPBB News
この記事に関連するニュース
-
大阪公大、光渦レーザーで磁性微粒子を高精度に印刷する技術を開発
マイナビニュース / 2024年7月2日 17時38分
-
東大など、100GPaの超高圧下における氷の水素結合の直接観察に遂に成功
マイナビニュース / 2024年7月1日 14時13分
-
東大など、地球の地下約2900kmの化学的不均質は水が原因ではないことを解明
マイナビニュース / 2024年6月25日 19時14分
-
初期宇宙には “色付きブラックホール” が存在した? 暗黒物質探索の思わぬ副産物
sorae.jp / 2024年6月24日 21時9分
-
東工大、磁束集中器を用いない高感度「ダイヤモンド量子センサ」を開発
マイナビニュース / 2024年6月7日 20時53分
ランキング
-
1「わが国には大きなリセットが必要」 英総選挙で労働党圧勝 スターマー首相が就任
産経ニュース / 2024年7月5日 21時30分
-
2シンベト元諜報員が非難 イスラエルの破壊者は「ネタニヤフ首相」
AFPBB News / 2024年7月5日 20時39分
-
3北朝鮮がウクライナに派兵の可能性…ロシア占領地域、プーチン氏が要請か
読売新聞 / 2024年7月6日 5時0分
-
4EU議長国のハンガリー首相が独断で訪露 ウクライナ支援の先行き懸念
産経ニュース / 2024年7月5日 22時55分
-
5焦点:ガザ戦後統治は誰が担うのか、イスラエルを悩ます難問
ロイター / 2024年7月5日 18時31分
記事ミッション中・・・
記事にリアクションする
![](/pc/img/mission/mission_close_icon.png)
記事ミッション中・・・
記事にリアクションする
![](/pc/img/mission/point-loading.png)
エラーが発生しました
ページを再読み込みして
ください
![](/pc/img/mission/mission_close_icon.png)