2005 Fiscal Year Annual Research Report
トポロジカル量子物質の創製と新規量子現象・量子機能素子の研究
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15204029
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
丹田 聡 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80217215)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲垣 克彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60301933)
宇治 進也 物質材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主席研究員 (80344430)
畠中 憲之 広島大学, 総合科学部, 教授 (70363009)
林 正彦 東北大学, 大学院・情報科学研究所, 助教授 (60301040)
松山 豊樹 奈良教育大学, 教育学部, 教授 (70202330)
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| Keywords | 電荷密度波 / トポロジカル物質 / リング結晶 / 超伝導 / メビウス結晶 / トポロジー / NbSe2 / NbSe3 |
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| Research Abstract |
NbSe_2ナノチューブ、NbSe_2ナノファイバー、TaS_2ナノチューブの合成に成功した。NbSe_2ナノチューブの合成に関しては、化学的気相輸送法をもちいた。特にC_<60>テンプレートを用いることにより径がナノサイズの大きさのものがコントロールよく合成できることを発見した。NbSe_2ナノチューブの径は10nmから100nmのサイズであり長さは1μmである。温度コントロール(720℃から800℃)を精密に行うことにより、最初にナノサイズのNbSe_3の単結晶を作製し(720℃)その後温度を780℃にしばらく設定しそのNbSe_3から脱Se化反応によりNbSe_2のナノファイバー、ナノチューブを合成する。その際NbSe_3のもつナノファイバー性を利用するいわゆる自己テンプレート型製法を確立した。脱Se化反応においては曲率をもって作製されることがわかっており、その過程においてナノチューブが合成されるというメカニズムを解明した。TaS_2ナノチューブに関しては室温にてCDW転移を示していることが透過電子顕微鏡により観測された。CDWに基づく超格子周期の衛星反射の観測がみられ、かなり薄い結晶においてもCDWが存在することが明らかとなった。NbSe_2ナノファイバー、ナノチューブに4端子電極をつけ転移温度を測定した。電極に関してはFIBによる電極直接接合法と電子ビーム露光法を用いた。Tcは5.OKでありバルクで報告されているTc=7.2Kより低い温度で超伝導になることがわかった。これらの結果はいずれも世界初の結果である。
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