2009 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Materials Science Using Regulated Nano Spaces －Strategy in Ubiquitous Elements |
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19051014
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
高野 義彦 National Institute for Materials Science, 超伝導材料センター, グループリーダー (10354341)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 尚秀 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, 主任研究員 (70399385)
津田 俊輔 独立行政法人物質・材料研究機構, WPI-MANA, MANA独立研究者 (80422442)
長尾 雅則 山梨大学, クリスタル科学研究センター, 助教 (10512478)
川江 健 金沢大学, 電子情報学系, 講師 (30401897)
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| Keywords | ダイヤモンド / カーボンナノチューブ / グラフアイト / ホウ素 / ドーピング / 超伝導 / インターかレーション / 鉄系超伝導 |
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| Research Abstract |
ダイヤモンドにホウ素を多量にドープすることによって金属-絶縁体転移を起こし、ダイヤモンドの強いフォノンと電子格子相互作用により超伝導が出現することが、光電子分光やX線非弾性散乱などの実験から明らかになってきた。このようなドラスティックな伝導現象は、ダイヤモンドのみならず、炭素化合物全般に応用可能であると予想される。ダイヤモンドは、ホウ素濃度を変化させるだけで、絶縁体から半導体、金属、そして超伝導まで制御可能であることを利用し、ダイヤモンドのみを用いて超伝導デバイスを開発することを試みる。具体的には、超伝導ダイヤモンドについて選択成長法を確立し、基板上の任意の位置に任意のホウ素濃度のダイヤモンドを成長させる技術を確立し、デバイス作製の基礎を確立した。ホウ素濃度を系統的に制御した、ホウ素ドープカーボンナノチューブを、マイクロ波プラズマCVD法を用いて垂直高密度合成を試みる。マイクロ波プラズマCVD法は、熱CVD法に比べて原料ガスの分解温度が高いため、良質なカーボンナノチューブが成長できるものと期待される。原料にホウ素を含むガスを用いることにより、ホウ素濃度を系統的に制御することが可能であり、得られたカーボンナノチューブは、電子線リソグラフィーによるナノテクを応用し、一本のカーボンナノチューブにおける電気伝導特性を極低温まで評価し、伝導特性や金属非金属転移、超伝導の可能性について検討する。様々な条件を検討した結果、ホウ素ドープカーボンナノチューブの大量合成方法を確立した。一本のカーボンナノチューブの電気抵抗を評価する手法を開発し、室温から0.5Kまで評価したところ、電気抵抗率の顕著な低減を観測すると共に、最低温まで抵抗がほとんど温度変化しないまでキャリアが導入できたことを明らかにした。さらに、大量合成法がさらに改善されれば、透明塗料や透明電極への応用の可能性へ繋がる。
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[Journal Article] Spectroscopic evidence of the existence of substantial Ca 3d derived states at the Fermi level in the Ca-intercalated graphite superconductor CaC62009
Author(s)
Hiroyuki Okazaki, Rikiya Yoshida, Keisuke Iwai, Kengo Noami, Takayuki Muro, Tetsuya Nakamura, Takanori Wakita, Yuji Muraoka, Masaaki Hirai, Fumiaki Tomioka, Yoshihiko Takano, Asami Takenaka, Masahiro Toyoda, Tamio Oguchi, Takayoshi Yokoya
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW B 80
Pages: 035420-1-5
Peer Reviewed
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[Journal Article] The electronic structure of Ca-intercalated superconducting graphite CaC62009
Author(s)
Hiroyuki Okazaki, Rikiya Yoshida, Keisuke Iwai, Kengo Noami, Takayuki Muro, Tetsuya Nakamura, Takanori Wakita, Yuji Muraoka, Masaaki Hirai, Fumiaki Tomioka, Yoshihiko Takano, Asami Takenaka, Masahiro Toyoda, Tamio Oguchi, Takayoshi Yokoya
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Journal Title
PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS 469
Pages: 1041-1044
Peer Reviewed
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[Presentation] グラファイトインターカレーション超伝導体CaC6の共鳴光電子分光2009
Author(s)
岡崎宏之, 吉田力矢, 岩井啓介, 野網健吾, 室隆桂之, 中村哲也, 脇田高徳, 村岡祐治, 平井正明, 高野義彦, 冨岡史明, 竹中麻美, 豊田昌宏, 横谷尚睦
Organizer
第70回応用物理学会学術講演会
Place of Presentation
熊本市
Year and Date
20090908-20090911
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[Presentation] Photoemission Study on Superconducting FeSe2009
Author(s)
Rikiya Yoshida, Takanori Wakita, Hiroyuki Okazaki, Yoshikazu Mizuguchi, Shunsuke Tsuda, Yoshihiko Takano, Hiroyuki Takeya, Kazuto Hirata, Takayuki Muro, Mario Okawa, Kyoko Ishizaka, Shin Shik, Hisatomo Harima, Masaaki Hirai, Yuji Muraoka, Takayoshi Yokoya
Organizer
M2S-IX TOKYO 2009
Place of Presentation
新宿区
Year and Date
20090907-20090912
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[Presentation] Laser Photoemission Spectroscopy Study on B-doped Diamond Superconductor2009
Author(s)
Kyoko Ishizaka, Ritsuko Eguchi, Shunsuke Tsuda, A.Chainani, Takayoshi Yokoya, Takayuki Kiss, Takahiro Shimojima, Tadashi Togashi, Syuntaro Watanabe, C.-T.Chen, Yoshihiko Takano, Masanori Nagao, Isao Sakaguchi, Tomohiro Takenouchi, Hiroshi Kawarada, Shin Shik
Organizer
M2S-IX TOKYO 2009
Place of Presentation
新宿区
Year and Date
20090907-20090912
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[Presentation] Photoemission Study of Ca-Intercalated Graphite Superconductor CaC62009
Author(s)
Hiroyuki Okazaki, Rikiya Yoshida, Keisuke Iwai, Kengo Noami, Takayuki Muro, Tetsuya Nakamura, Takanori Wakita, Yuji Muraoka, Masaaki Hirai, Fumiaki Tomioka, Yoshihiko Takano, Asami Takenaka, Masahiro Toyoda, Tamio Oguchi, Takayoshi Yokoya
Organizer
M2S-IX TOKYO 2009
Place of Presentation
新宿区
Year and Date
20090907-20090912
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