Study of pressure-induced superconducting and structural phase transitions in bismuth layered Rashba materials
| Project/Area Number |
16K05440
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Condensed matter physics II
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
Ohmura Ayako 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60425569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 裕 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10242835)
石川 文洋 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50377181)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 高圧物性 / 圧力誘起超伝導 / 構造相転移 / 圧力誘起相転移 / ビスマス系層状合金 / Bi系層状合金 / 物性実験 / トポロジカル絶縁体 |
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| Outline of Final Research Achievements |
We studied pressure-induced superconducting and structural phase transitions in BiTeX (X = Cl, Br, I), which is the three-dimensional bulk Rashba material. In BiTeCl, which is a topological insulator at ambient conditions, we performed electrical resistivity measurement and Raman spectroscopy under high-pressure. As a result, the superconducting transition that occurs above 6 GPa is attributed to the formation of high-pressure structure. The critical pressure (Pc) that superconductivity appears and the transition temperature at Pc show the good reproducibility and, however, the temperature variation of resistivity strongly depends on the experimental samples. In BiTeBr and BiTeI, synchrotron radiation X-ray diffraction studies show the formation of two high-pressure structures up to the pressures of 30 GPa at room temperature. Furthermore, we succeeded to propose structural models of two high-pressure structures.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高圧力は圧力下でのみ存在する状態や構造を生み出すことができる。その物性を研究することは、基礎物性の興味だけでなく、得られる情報を基に新たな物質創生に繋がるという点で応用・材料面でも貢献できる。本研究で得られた圧力誘起超伝導は、母体がトポロジカル絶縁体である物質の高圧結晶相に起因する。他の2組成に関しても、高圧結晶相では超伝導が発現する可能性は非常に高い。この相のトポロジカル量子特性が非自明か否かという点は本研究期間では解明には至らなかったが、応用面で多大に期待されるトポロジカル超伝導である可能性は少なからず秘めており、今後電子状態を明らかにすることが重要となる。
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Report
(4 results)
Research Products
(28 results)
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[Journal Article] Transport and structural properties of Cu0.25Bi2(TexSe1-x)3 (x = 0.01) under high pressure2017
Author(s)
Ayako Ohmura, Masako Matsuzawa, Fumihiro Ishikawa, Yusuke Suzuki, Masashi Komatsu, Shumpei Osuga, Satoshi Nakano, Atsuko Nakayama, Yuh Yamada, Takanari Kashiwagi, and Kazuo Kadowaki
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 56
Issue: 5S3
Pages: 05FB04-05FB04
DOI
NAID
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Phase transition between trivial and non-trivial states in BiTeBr under high pressure2018
Author(s)
Ayako Ohmura, Yuichiro Higuchi, Takayuki Ochiai, Manabu Kanou, Satoshi Nakano, Fumihiro Ishikawa, Atsuko Nakayama, Yuh Yamada, Takao Sasagawa
Organizer
American Physical Society, March Meeting 2018, Los Angeles, USA
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[Presentation] BiTeClにおける圧力誘起超伝導2016
Author(s)
大村彩子, 川邊健矢, 吉原魁, 石川文洋, 加納学, 中山敦子, 山田裕, 笹川崇男
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
茨城県つくば市 筑波大学（大学会館）
Year and Date
2016-10-26
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[Presentation] Bi2Te2Seの高圧物性におけるCu添加効果2016
Author(s)
椿拓真, 吉原魁, 大村彩子, 鈴木悠介, 大須賀駿平, 中野智志, 石川文洋, 中山敦子, 山田裕, 柏木隆成, 門脇和男
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
茨城県つくば市 筑波大学（大学会館）
Year and Date
2016-10-26
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[Presentation] ヨウ化錫流体相での密度極大の検出2016
Author(s)
渕崎員弘, 大村彩子, 鈴木昭夫, 西田圭佑, 浜谷望, 齋藤寛之
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
石川県金沢市 金沢大学（角間キャンパス）
Year and Date
2016-09-13
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[Presentation] 新物質RRh2Cd20の単結晶育成と磁性2016
Author(s)
広瀬雄介, 土塔寛, 河野琢馬, 摂待力生, 竹内徹也, 三宅厚志, 徳永将史, R. Kulkarni, A.Thamizhavel, 本多史憲, 大村彩子, 芳賀芳範
Organizer
日本物理学会2016年秋季大会
Place of Presentation
石川県金沢市 金沢大学（角間キャンパス）
Year and Date
2016-09-13
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[Presentation] Transport and structural properties Cu0.25Bi2(TexSe1-x)3 under high pressure2016
Author(s)
A. Ohmura, M. Matsuzawa, T. Tsubaki, K. Yoshihara, F. Ishikawa, Y. Fujihisa, Y. Suzuki, M. Komatsu, S. Nakano, A. Nakayama, Yuh Yamada, T. Kashiwagi, K. Kadowaki
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) &Workshop on High Pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
東京都文京区 東京大学（山上会館）
Year and Date
2016-08-07
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[Presentation] Raman spectroscopy of few layer graphene under high pressure2016
Author(s)
A. Nakayama, S. Hoshino, A. Ohmura, F. Ishikawa, Yuh Yamada, S. Nakano
Organizer
The 17th International Conference on High Pressure in Semiconductor Physics (HPSP-17) &Workshop on High Pressure Study on Superconducting (WHS)
Place of Presentation
東京都文京区 東京大学（山上会館）
Year and Date
2016-08-07
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