Transformation of molecular hydrogen to metal has been the subject of intense theoretical and experimental studies. However, it is said that the task of reaching the state of metallic hydrogen is out of possibility of current techniques. To circumvent this problem, hydrides such as MHx are paid attention because hydrogen in these compounds is precompressed. In AlH3, on a volumetric basis, it contains more than twice the hydrogen of liquid H2. Hydrogen molecular (H2) is contained 1.5mol per 1mol of Al. So, it is expected that hydrogen could be compressed in AlH3 with much lower pressure than in itself.
In this study, electrical resistance measurements and X-ray diffraction measurements were performed in AlH3. Insulator to metal transition was observed at 100 GPa, and the crystal structure and the H-H distance of metallic phase were discussed. It is claimed that AlH3 forms a Hydrogen-Dominant Metallic State at high pressure.
水素は高圧力下では、高密度金属相を形成すると理論予想されている。そこでは高温超伝導体となるという予想もなされており、水素の高密度金属相に関する理論研究・実験が行われている。しかしながら、高密度金属相を形成させるための圧力は実験的に到達できる圧力を超過している。そこで注目されているのが、MHxのような水素化物である。本研究の試料であるAlH3は、水素を1.5モル含んでいる。また、液体水素にくらべて2倍の体積の水素を含んでいる。このことから、AlH3は常圧力下において水素単体に比べて水素を密に含んでいることがわかり、水素単体を圧縮したときに比べてより低い圧力で高密度相を形成できると考えられる。
本研究では、高圧力下におけるAlH3の電気抵抗測定及びX線回折測定が行われた。AlH3が100 GPaで絶縁体から金属へ転移することを観測した。また、金属相の構造と最近接水素間距離も決定し、AlH3は水素由来の高密度金属相を形成することを主張している。