岡山大学惑星物質研究所（惑星研）の米田明准教授、謝龍剣大学院生（JSPS特別研究員）、愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター（GRC）入舩徹男教授、高輝度光科学研究センター（JASRI）の肥後祐司研究員らの研究グループは、半導体ダイヤモンドヒーターを用いた超高圧下での高温発生で、従来より1000 K以上も高い約4000 Kの温度発生に成功しました。
本研究成果は2017年9月22日、米国物理学協会が刊行する科学誌『Review Scientific Instruments』に掲載されました。
地球深部は高温高圧の世界です。外核とマントルの境界（CMB)である深さ2900 kmでは圧力136 GPa、温度4000 Kと推定されています。岡山大学惑星研の高圧グループは、120 GPaの圧力発生まで成功し、目標の136 GPaに肉薄してきています。一方で温度発生はヒーター材料の制約から約2500 Kが限界でした。この壁を突破する新型ヒーターとして半導体ダイヤモンドが最適であるという確信から、2011年頃より研究を開始しました。愛媛大GRCとSPring-8の協力を得て、半導体ダイヤモンドヒーターの優秀性が実験的に実証できました。
半導体ダイヤモンドは原子番号の小さい炭素とホウ素で構成されておりX線透過性が高いという特長があります。その特長を生かして、落球法によるケイ酸塩メルトの粘性率測定5) で既に成果を上げています。また、100 GPa領域での半導体ダイヤモンドヒーターによる超高温発生プロジェクトも開始しています。
図1に示したD”層は地球内部における最重要境界層です。そこではペロブスカイト構造のブリッジマナイトがポストペロブスカイト構造に高圧相転移することが知られています。我々の次の目標は半導体ダイヤモンドヒータを用いてD”層の物質科学的研究を展開することです。
本研究成果は、岡山大学のホームページでもご紹介しております。
http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id496.html
詳細はプレスリリース資料をご参照ください。