鉄系超伝導体のなかでも、最も単純な結晶構造をもつFeSe系超伝導体の研究をしています。この物質に圧力を加えると超伝導転移温度Tcが約3倍も高くなることが新たに発見されました。さらに、この材料を細長く加工し、超伝導線材を作製しています。また、我々のグループで、FeTeにSをドープすることによって新超伝導体が発見されました(図1,2)。新超伝導体の発見のチャンスは誰にでもあります。夢の室温超伝導体を求めて、新超伝導物質を探索しています。

1. 世界で最も硬いダイヤモンドを電極とした物性測定装置
超高圧力下では、水素の室温超伝導など非常に興味深い物理現象が予測されている。一方でこのような極限環境下で物性測定を行うためには、電極の強度の問題など様々な困難が存在する。そこで我々は、世界で最も硬い電極であるホウ素ドープダイヤモンドを、微細加工技術によって電極へと加工し、世界で初めてダイヤモンド電極導入型の圧力装置を開発した。

2. 100 GPa以上の超高圧力の発生に成功
開発したダイヤモンド電極導入型圧力装置を用いて圧力発見実験を行った結果、100 GPaの超高圧力の発生に成功した。マルチメガバール領域で起こる様々な物理現象の観測に応用が期待される。

3. 機械学習による新超伝導体の発見
これまでの超伝導体は、研究者の経験と勘、偶然性にたよることが多く、セレンデピティについて議論されることもあった。高野グループでは、まず圧力を掛けることによって超伝導が発現すると予想される新規超伝導物質を機械学習による候補としてピックアップし、超伝導になるかどうか確かめている。これまで、SnBi₂Se₄、PbBi₂Te₄等を発見し、候補物質はほぼ100%超伝導を示している。

1. 水素社会に向けて
2017年政府により「水素基本戦略」が策定され、2030年の水素利用社会の実現に向けて、産学官連携によりいろいろな研究・開発がなされています。日本ーオーストラリアの共同によりヴィクトリア州ラトロブバレーの褐炭を利用した水素産出、現地での水素液化、日本への輸送、水素発電により、日本のエネルギー事情の改善及びCO₂地球温暖化ガスの削減をすることが期待されています。

2. 高性能磁気冷凍材料の開発
学習モデルを用いて、これまでに調べられていない未知性能の水素液化温度付近で作用する磁気冷凍材料の候補物質を探索しました。その候補物質の磁気転移温度、エントロピー変化、磁気冷凍性能評価値 (RCP) を実際に測定・評価したところ、これまで報告された物質と比較して世界最高の性能を持つHoB₂材料を開発しました。現在、磁気構造や基本物性、ドーピングによる磁気転移温度の制御、実際の磁気冷凍AMR装置への実装のための研究を行っています。