八木研究室では、さまざまな装置を開発・改良して超高圧実験を行っています。 現在使われている主要な装置を、 マルチアンビル型高温高圧発生装置、 ダイヤモンドアンビル装置(DAC) 、 DAC用周辺装置、 微細加工装置、 試料準備・解析装置、に分けて紹介します。
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| 1. 東芝若槻型キュービックプレス （石川島播磨製、700トンプレス） 1段式、6 GPaまでの物質合成 |
2. DIA型キュービックプレス （神戸製鋼製、250トンプレス） 1段式、10 GPaまでの物性測定用 |
| 3. IROHAプレス（トライエンジニアリング製、700トンプレス）：Kawai型（111） 押し2段式。24mm炭化タングステンアンビルと組み合わせ、25 GPa 程度までの高温高圧実験用 | 4. CAPRICONプレス（トライエンジニアリング製、500トンプレス） ：DIA型2段式、10mm焼結ダイヤと組み合わせ30 GPa程度までの高温高圧実験用 |
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| 側面からＸ線を入射するDAC | 後ろが標準的なレバー式DAC、手前が3種類のクランプ式DAC |
ダイヤモンドアンビル装置中の試料を数千℃まで加熱し、その温度を測定するもので、加熱には出力100ＷのYAGレーザーと200WのCO2レーザーを試料に応じて使い分けています。試料からの熱輻射スペクトルを測定することにより、試料の温度をリアルタイムで測定することができます。また緑色の半導体レーザー光を試料室に照射し、圧力マーカー（ルビー等）から蛍光を励起させ、そのスペクトルを測定して加熱中の試料室内の圧力を求めることもできます。
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| （加圧制御部） | （試料充填用容器） |
１気圧下でガス状の物質を、室温で約2000気圧まで圧縮して密度を上げ、ダイヤモンドアンビルの試料室に充填することができます。この装置を使って今まで10数年間に、水素、ヘリウム、アルゴン、メタン、窒素などを、試料または圧力媒体として試料室に詰めてきました。超高圧下でも高い静水圧性を保つヘリウムや、レーザー加熱でも試料と反応しないアルゴンを不活性な圧媒体として用いたり、水素化物や窒化物、メタンハイドレードの合成実験などに広く使われています。
出力12 KWのMo回転対陰極Ｘ線源とイメージングプレート検出器を組み合わせ、ダイヤモンドアンビル中の試料の高圧下における粉末Ｘ線写真を撮ることができます。最近は最終的なデータを筑波のフォトンファクトリーや西播磨のSPring-8などの放射光実験施設で取ることが多いのですが、この装置で予備的な解析をすることにより、より効果的に研究を進めることができます。
出力2Wの水冷アルゴンレーザーからの光を試料に照射し、ラマン散乱の測定を行うことができます。ダイヤモンド中の試料も高精度で測定するために、ダイヤによる収差を除く平行平板補正を行い、かつ作動距離が長い特殊な対物レンズを使用しています。またダイヤによる反射や蛍光を低減させるため、レーザー光をアンビルに対して斜めに入射することもできます。
波長1.06ミクロンのYAGレーザー光をQスイッチでパルス状にして試料に照射することにより、レニウムやダイヤモンド、セラミックスなど様々なものをミクロン精度で切断したり、穴を開けたり、溶接したりすることができます。ガスケット穴の加工や、ダイヤモンドの切断などさまざまな目的に広く使われています。
電子顕微鏡室に設置されているFIB（Focused Ion Beam) 装置を用いて、電子顕微鏡レベルの微細加工を行う研究も進められています。
ダイヤモンドアンビル表面に彫り込んだくぼみ。この中にリチウムを閉じこめて加圧し、約30GPaでリチウムが転移温度20Kの超伝導体となることを見いだした。
（阪大清水研共同利用研究：Shimizu et al., Nature, 419,597, 2002）
微小領域Ｘ線回折装置
グローブボックス