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2015 Fiscal Year Annual Research Report

鉄系超伝導体ヘテロ接合・超格子の作製とそれを用いた超伝導発現機構の研究

Research Project

Project/Area Number 14J09315
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鍋島 冬樹  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Keywords鉄系超伝導体 / 薄膜 / 超格子 / エピタキシャル歪み
Outline of Annual Research Achievements

鉄系超伝導体の中で最も単純な構造を有するFeSeと非超伝導体であるFeTeを交互に積層したFeSe/FeTe超格子薄膜を作製した.これらの薄膜においてFeSe層とFeTe層は同じa軸長を有することがわかった.またその値はバルクFeSeとほとんど同じであることから,FeTeがFeSeに対してコヒーレントに歪んでいる(圧縮歪み)ことを意味する.これまでにFeTeに圧縮歪みを導入した報告はなく,その物性の解明は今後の課題である.
FeSe/FeTe超格子はFeSeよりも高いTcを示すが,その原因を調べるために,FeSeまたはFeTe層の膜厚を系統的に変化させた超格子を作製した.その結果,Tcは各FeSe層またはFeTe層の厚みにはほとんど依存しないことがわかった.FeSeは層間に様々なイオンや分子をインターカレートすることによりTcは上昇し,Tcは層間距離に強く依存することが報告されている.今回の結果はインターカレートしたFeSeの結果と異なっている.この原因としては,(1)超伝導層の厚みの違い,(2)組成の違い,(3)キャリアドープの有無が考えられる.
上部臨界磁場の異方性を評価したところ,超伝導を示すそうはFeSe層ではなく実際はFeTe層であることを示唆する結果が得られた.これはSeとTeの相互拡散によりFeTe層にSeが侵入することで,FeTe層が超伝導化したためであると考えられる.物性の超伝導層または非超伝導層の厚み依存性を調べるには,元素の相互拡散を抑制する必要がある.
Fe(Se,Te)の超伝導転移温度Tcは格子歪みに非常に敏感であり,より高Tcを実現するには格子歪みの制御が不可欠である.しかしこれまでFe(Se,Te)においてエピタキシャル歪みを導入した報告はなかった.今回得られた結果は超格子技術を利用することで格子歪みの制御が可能となることを示唆している.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Gap Structure Seen in Magnetic Penetration Depth and Flux-Flow Resistivity of 122 Fe-Based Superconductors2015

    • Author(s)
      Maeda, A.; Okada, T.; Takahashi, H.; Nabeshima, F.; Imai, Y.; Kitagawa, K.; Matsubayashi, K.; Uwatoko, Y.; Nakajima, M.; Iyo, A.; Eisaki, H.
    • Journal Title

      Quantum Matter

      Volume: 4 Pages: 308-313

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1166/qm.2015.1197

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fe(Se,Te)薄膜における超伝導ゆらぎの組成依存性2016

    • Author(s)
      鍋島冬樹, 長澤幸祐, 澤田雄一, 今井良宗, 前田京剛
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-20
  • [Presentation] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の強磁場下輸送特性2016

    • Author(s)
      今井良宗, 澤田雄一, 小濱芳允, 鍋島冬樹, 金道浩一, 前田京剛
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-20
  • [Presentation] FeSe/FeTe人工超格子の作製とその輸送特性2016

    • Author(s)
      浅見大亮, 鍋島冬樹, 澤田雄一, 今井良宗, 花輪雅史, 一瀬中, 塚田一郎, 前田京剛
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-20
  • [Presentation] Microwave Conductivity Spectroscopy for Fe(Se,Te) Thin Films2016

    • Author(s)
      F. Nabeshima, K. Nagasawa, D. Asami, Y. Sawada, Y. Imai, A. Maeda
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2016
    • Place of Presentation
      Baltimore Convention Center, Baltimore, Maryland, USA
    • Year and Date
      2016-03-16 – 2016-03-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鉄カルコゲナイド超伝導体の交流伝導度にみる超伝導ゆらぎ2015

    • Author(s)
      前田京剛,鍋島冬樹,澤田雄一,今井良宗
    • Organizer
      第23回渦糸物理国内会議
    • Place of Presentation
      休暇村志賀島(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-12-08 – 2015-12-08
  • [Presentation] New Electronic Phase Diagram of Iron-Chalcogenide Superconductor ~ Suppression of Phase Separation using Film Fabrication ~2015

    • Author(s)
      Yoshinori Imai
    • Organizer
      28th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      Funabori, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-11-17 – 2015-11-17
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fabrication and Transport Properties of FeSe/FeTe Superlattice Thin Films2015

    • Author(s)
      Fuyuki Nabeshima, Daisuke Asami, Yuichi Sawada, Yoshinori Imai, Masafumi Hanawa, Ataru Ichinose, Ichiro Tsukada, Atsutaka Maeda
    • Organizer
      28th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      Funabori, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-11-17 – 2015-11-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transport Properties of FeSe1-xTex Thin Films under Finite Magnetic Fields2015

    • Author(s)
      Yuichi Sawada, Fuyuki Nabeshima, Daisuke Asami, Ryo Ogawa, Yoshinori Imai, Atsutaka Maeda
    • Organizer
      28th International Symposium on Superconductivity
    • Place of Presentation
      Funabori, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2015-11-17 – 2015-11-17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の超伝導特性の基板依存性2015

    • Author(s)
      澤田雄一, 浅見大亮, 鍋島冬樹, 今井良宗, 前田京剛
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [Presentation] 高周波測定からみたFe(Se,Te)薄膜の超伝導ゆらぎ2015

    • Author(s)
      鍋島冬樹, 浅見大亮, 澤田雄一, 今井良宗, 前田京剛
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-17 – 2015-09-17
  • [Presentation] フッ化カルシウム基板上のFeSe1-xTex膜の圧縮歪2015

    • Author(s)
      一瀬 中、塚田 一郎、鍋島 冬樹、今井 良宗、前田 京剛
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-15
  • [Presentation] LaAlO3基板上に作製したFeSe1-xTex薄膜における相分離の抑制と超伝導特性2015

    • Author(s)
      今井 良宗、澤田 雄一、浅見 大亮、鍋島 冬樹、前田 京剛
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-15 – 2015-09-15
  • [Presentation] CaF2基板上に作製したFeSe1-xTex (x=0.15)エピタキシャル薄膜の超伝導特性2015

    • Author(s)
      今井 良宗、浅見 大亮、澤田 雄一、鍋島 冬樹、前田 京剛
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-13
  • [Presentation] Suppression of Phase Separation and Enhanced Superconducting Transition Temperature of FeSe1-xTex Thin Films2015

    • Author(s)
      Yoshinori Imai, Yuichi Sawada, Fuyuki Nabeshima, Tatsunori Okada, Atsutaka Maeda
    • Organizer
      11th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • Place of Presentation
      CICG, Geneva, Switzerland
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-resolution ARPES study of strain effects on the electronic structure of FeSe2015

    • Author(s)
      G. N. Phan, K. Nakayama, Y. Miyata, K. Sugawara, T. Sato, Y. Tanabe, T. Urata, K. Tanigaki, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda, T. Takahashi
    • Organizer
      11th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • Place of Presentation
      CICG, Geneva, Switzerland
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-12-27  

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