2005 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導ボロンドープダイアモンドにおける電子状態の研究
| Project/Area Number |
17038010
|
|---|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
山田 修義 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (40017405)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 浩二 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20183139)
高野 義彦 物質材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主任研究員 (10354341)
横谷 尚睦 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (90311646)
|
|---|
| Keywords | 超伝導 / ボロンドープダイアモンド / 電子状態 / 光電子分光 / x線吸収分光 / ラマン散乱 |
|---|
| Research Abstract |
ダイアモンドにボロンをドープすることで、超伝導が発現する。その超伝導発現の機構について論争がある。不純物準位がバンドを形成し、強い電子間相互作用により、超伝導が発現していると言う主張と、ダイアモンドのバンドにホールが形成され、そこでの強い電子格子相互作用により、超伝導が発現していると言う主張の、2つの理論的提案がなされている。本研究では、光電子分光、x線吸収分光、x線発光分光により、超伝導ダイアモンドの電子構造を研究した。光電子分光により求められた超伝導ダイアモンドの電子構造が、第一原理計算で求められた電子構造良く一致していること。フェルミ準位が、ボロンをドープすることで、価電子帯の最高エネルギーより低下し、明らかにホールが形成されていることを明らかにした。(Natureに発表)。
x線吸収分光、x線発光分光実験により、ボロンドープにより形成される不純物準位の観測に成功した。超伝導にならない金属ボロンドープダイアモンドでは、不純物準位が、孤立系を形成しているのに対し、超伝導ダイアモンドでは、不純物準位は、孤立していないことを明らかにした。不純物準位がバンドを形成したとも考えられるが、不純物準位が広くなり、価電子帯と結合した結果とも考えられる。ラマン散乱により、フォノンモードのボロン濃度依存性について研究した。特に、ダイアモンド基板にホモエピタキシャル成長させた試料については、(111)基板に作製した試料と(100)基板に作製した試料で、ラマン散乱スペクトルに差があることが分かった。Bの入る位置が、置換位置か、侵入位置かを反映していると言う考えと、水素Hとの結合が原因であるとの考えがある。検討中である。
NIMSや、関連諸機関と協力して、ボロンドープダイアモンドに関連する国際ワークショップを、平成17年12月7日から9日まで、NIMSで開催した。
|
