2019年10月02日

The superconducting transition temperature (T_c) = 240-280 K was predicted when 6-7 % phosphorus doped to sulfur in H₃S.[1-4]

In this study, I attempted to synthesize phosphorus doped H₃S by reaction of a mixture of elemental sulfur and phosphorus and a hydrogen source by an infrared laser heating under high pressure.

A paraffin and aluminum hydride (AlH₃) were used as the hydrogen sources.

When paraffin was used, there was no reaction was observed.

When AlH₃ was used, a change in electrical resistance was observed after laser heating. Weak peaks attributed to H₃S was observed in the powder X-ray difraction pattern, however, it was not yet clear whether phosphorus doped H₃S was synthesized.

高圧力下で高い超伝導転移温度（T_c）を示すH₃Sの硫黄に6-7 ％のリンをドープすると T_cが240-280 Kまで上昇すると予測された。[1-4]

我々は、単体硫黄とリンの混合物と水素発生源を高圧力下で赤外レーザー 加熱して反応させることでリンドープH₃Sの合成を試みた。

水素源としてパラフィンと水素化アルミニウム（AlH₃）を用いて実験を行った。

パラフィンを用いたときは、リンドープH₃Sの合成は見られなかった。

AlH₃を用いたときは、レーザー加熱前後で電気抵抗の変化が見られ、 X線パターンには弱いながらもH₃Sに帰属されるピークが観測された。 リンがドープできたかどうかは分かっていない。

1. A.P. Drozdov, M.I. Eremets, I.A. Troyan, V. Ksenofontov, and S.I. Shylin, Nature 525, 73 (2015).
2. M. Einaga, M. Sakata, T. Ishikawa, K. Shimizu, M. Eremets, A. Drozdov, I. Troyan, N. Hirao, and Y. Ohishi, Nature Phys. 12, 835-838 (2015).
3. Akitaka Nakanishi, Takahiro Ishikawa, and Katsuya Shimizu, J. Phys. Soc. Jpn. 87, 124711 (2018).
4. Yanfeng Ge, Fan Zhang, and Yugui Yao, Phys. Rev. B 93, 224513 (2016).