2017 Fiscal Year Annual Research Report
Electrochemical etching approarch to ultrathin films
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16H05981
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
塩貝 純一 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30734066)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電気化学反応 / 電気二重層トランジスタ / 層状物質 / セレン化鉄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
層状物質をチャネル材料とした電気二重層トランジスタ構造において、電気化学エッチング法の適用により、原子層単層レベルの極薄膜化を実現し、極薄膜状態で初めて発現する新奇物性を開拓する事を目的に本研究を推進した。研究代表者はこれまで、セレン化鉄（FeSe）をチャネルとした電気二重層トランジスタにおいて、エッチングの度合を制御し、臨界温度の膜厚依存性を初めて明らかにした。本研究では、(1)単層高温超伝導状態における超伝導の臨界パラメータの測定と、(2)単層状態の超伝導転移温度のイオン液体種依存性を調べた。
(1)単層FeSeにおける臨界電流と臨界磁場の測定
FeSe単層における初期の研究では、真空一貫のスペクトル測定に限定されていたため、高温超伝導の理解に最も重要と考えられる超伝導の臨界パラメータの膜厚依存性が明らかにされていなかった。本研究における電気化学エッチング法は、薄膜化しながら電気抵抗測定が可能であるため、臨界電流や臨界磁場を求めることができる。本課題において、臨界電流の膜厚依存性を測定し、単層状態ではバルク値と比較して2桁以上大きい臨界電流密度を示すことを明らかにした。また、臨界磁場の測定では、FeSe極薄膜超伝導状態における臨界磁場-温度の相図を初めて示し、その角度依存性から超伝導の次元性について議論した。
(2)多価イオンを用いた超伝導転移温度の上昇
イオン液体とFeSe薄膜の界面では、電気二重層による強烈な電場がFeSe表面に誘起され、それが高温超伝導発現に寄与していると考えられる。本研究では、これまでの1価のカチオンを含んだイオン液体から、多価のカチオンを含むイオン液体を用いて、薄膜化の実験を行った。その結果、多価のイオン液体においても、これまでと同様の電気化学エッチングができることを実証した。さらに、2価のイオン液体を用いた実験では、単層状態における転移温度が7K上昇したことを発見した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
