利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.17】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AT5041

利用課題名 / Title

水素化物を利用したMgインターカレーション

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

核磁気共鳴/ Nuclear magnetic resonance,スピン制御/ Spin control,核磁気共鳴/ Nuclear magnetic resonance

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

藤岡正弥

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所極限機能材料研究部門

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

服部峰之

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-505：固体NMR装置 (SSNMR)

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

一般に2価イオンのインターカレーションは困難であるが、MgH₂を原料として活用することにより、遷移金属ダイカルコゲナイドTaS₂の層間にMgとHの両者を同時に導入することに成功した。Mg単体では反応が進行しないため、水素はインターカレーションに対して何らかの寄与を担っていると思われる。MgH₂中の水素はH^-として存在しているが、超伝導転移温度の変化から、導入された水素は電子ドープとして機能しており、TaS₂中ではプロトンとして存在していると考えられる。本研究では、TaS₂中の水素の化学状態を直接観察し、明らかにすることを目的とした。

実験 / Experimental

試料はTaS₂とMgH₂を10:1のモル比で混合し、１GPa650℃の高温高圧下で合成した。0.01326gの試料を直径1.3mmのジルコニアのカプセルに詰めて45kHzまでの各回転数でNMR測定を行った。化学シフトは0ppmのTMSを基準とし、第二標準としてアダマンタンを使用しその中心信号を1.83ppmに設定した。

結果と考察 / Results and Discussion

回転数が増加するにつれて、水素のピークが確認され、化学シフトのピーク中心が7.08ppmであることが確認された。化学シフトがプラス側で検出されたことから、水素の化学状態がヒドリドではなくプロトンであり、電気抵抗測定との相関とも一致する結果が得られた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1. Mg_0.1H_0.1TaS₂におけるMNR測定結果

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Masaya Fujioka, Hydrogen-Assisted Mg Intercalation into 2H-TaS₂, Journal of the American Chemical Society, 146, 34324-34332(2024).
DOI: 10.1021/jacs.4c07294

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

口頭発表: 応用物理学会第72回春季学術講演会、藤岡正弥、尾崎壽紀、長尾雅則　「HとMgが同時導入された2H-TaS2の超伝導」　2025/3/15

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件