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転移温度向上を目指したダイヤモンド超伝導体の三次元ドーパント構造解明

Publicly Offered Research

Project Area3D Active-Site Science
Project/Area Number 17H05220
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

横谷 尚睦  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (90311646)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords高分解能光電子ホログラフィー / ドーパント局所構造 / 活性サイト / ダイヤモンド / ダイヤモンド超伝導体 / ドーパント局所構想 / 光電子ホログラフィー
Outline of Annual Research Achievements

高濃度ホウ素ドープダイヤモンドの超伝導転移温度の向上を目指し、高分解能光電子ホログラフィー実験により高濃度ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体において、金属性/超伝導性を担う「活性サイト」およびキャリヤー導入を阻む「不活性サイト」周辺の局所構造を実験的に解明することを目的として昨年度開始した研究を継続して行った。
昨年度測定した高濃度ホウ素ドープダイヤモンドの光電子ホログラフィー実験結果の解析を進めた。ホウ素1sの内殻光電子スペクトルの各コンポーネントごとにホログラムを作成し、各ホログラムから三次元像再生を行った。すべてのコンポーネントにおいて、主要な構造はホウ素原子がダイヤモンド構造の炭素位置に置き換わる局所構造(置換位置への導入)であることを見出した。その一方で、再生原子像の強度や位置に違いが見られること、強度は弱いもののダイヤモンド構造以外の位置にも原子像も再生されることがわかった。これらの違いは、置換位置に導入されたホウ素原子の周辺構造の違いを反映していると思われる。
SPring-8 BL25SUにおいて、高濃度及び中濃度の高濃度ホウ素ドープダイヤモンドの光電子ホログラフィー比較実験を行った。測定したホウ素1sおよび炭素1sの内殻光電子スペクトルに対してピークフィッティング解析により化学状態を分離し、それぞれの化学状態に対して光電子ホログラムを作成した。
関連物質である高濃度リンドープダイヤモンドの光電子ホログラフィー実験の解析をさらに進め、ダイヤモンド格子に二つある結晶サイトのリン原子占有率が異なることを見出した。この結果については論文としてまとめて投稿中である。光電子ホログラフィー実験の可能性を調べるために、窒素ドープダイヤモンドの実験も行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Presentation] ダイヤモンドにドープされたドーパントの数種類の局所構造2019

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      第32回 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 企画講演3 『ドーパントの原子配列直接観測の新展開』
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 転移温度向上を目指したダイヤモンド超伝導体の三次元ドーパント構造解明2019

    • Author(s)
      寺嶋健成,脇田高徳,横谷尚睦
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「3D活性サイト科学」第9回成果発表
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高濃度ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体の高分解能光電子ホログラフィー2019

    • Author(s)
      谷口拓海, 細田渉, 寺嶋健成, 砂川正典, 藤原弘和, 福良哲司, 矢野佑幸, 松下智裕, 室隆桂之, 木下豊彦, 高野義彦, 蔭浦泰資, 川原田洋, 小口多美夫, 脇田高徳, 村岡祐治, 横谷尚睦
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能光電子ホログラフィーによるドープダイヤモンドのドーパント局所構造2018

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      第63回化合物新磁性材料専門研究会「物性研究を目指した先進的な計測技術」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能光電子ホログラフィーによる高濃度ホウ素ドープダイヤモンドのドーパント局所構造2018

    • Author(s)
      細田渉, 寺嶋健成, 藤原弘和, 矢野佑幸, 松下智裕, 室隆桂之, 木下豊彦, 高野義彦, 蔭浦泰資, 川原田洋, 小口多美夫, 脇田高徳, 村岡祐治, 横谷尚睦
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高濃度ホウ素ドープダイヤモンドの高分解能光電子ホログラフィー2018

    • Author(s)
      細田渉, 寺嶋健成, 藤原弘和, 矢野佑幸, 松下智裕, 室隆桂之, 木下豊彦, 高野義彦, 蔭浦泰資, 川原田洋, 小口多美夫, 脇田高徳, 村岡祐治, 横谷尚睦
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Dopant local structures of doped diamond studied by high-resolution photoelectron holography2018

    • Author(s)
      Takayoshi Yokoya
    • Organizer
      E-MRS 2018 Fall
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ホウ素ドープダイヤモンドのホウ素ドーパント局所構造2018

    • Author(s)
      寺嶋健成,脇田高徳,横谷尚睦
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「3D活性サイト科学」第8回成果発表
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能光電子ホログラフィーでみる高濃度ドープダイヤモンドのドーパント局所構造2018

    • Author(s)
      竹田 彩, 寺嶋健成 ,細田 渉, 福良哲治, 矢野佑幸, 藤原弘和, 砂川正典, 室隆桂之, 松下智裕, 木下豊彦, 加藤宙光, 小口多美夫, 脇田高徳, 村岡祐治, 横谷尚睦
    • Organizer
      第12回物性科学領域横断研究会(領域合同研究会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 転移温度向上を目指した ダイヤモンド超伝導体の 三次元ドーパント構造解明2018

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「3D活性サイト科学」第7回成果発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能光電子ホログラフィーによる ドープダイヤモンドのドーパント局所構造2018

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会 (2018年)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能光電子ホログラフィーによる 高濃度ドープダイヤモンドの ドーパントサイト解析2018

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      第16回 SPring-8ユーザー共同体顕微ナノ材料科学研究会 第13回 日本表面科学会放射光表面科学研究部会 第2回 日本表面科学会プローブ顕微鏡研究部会合同シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 転移温度向上を目指したダイヤモンド超伝導体の三次元ドーパント構造解明2017

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「3D活性サイト科学」公募研究キックオフミーティング
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] High-resolution photoelectron holography of heavily P-doped diamond2017

    • Author(s)
      Takayoshi Yokoya et al.
    • Organizer
      E-MRS 2017 Fall
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能光電子ホログラフィーによるドープダイヤモンドのドーパント局所構造の観測2017

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「3D活性サイト科学」公募研究発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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