2019 Fiscal Year Annual Research Report
An approach of superconducting mechanism via analysis of peak shift of THz absorption in superconductors
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17K06778
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| Research Institution | Tsuruoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
安田 新 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20708440)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 哲朗 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (20321630)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | テラヘルツ分光 / 超伝導体 / YBCO / 薄膜 / 量子化学計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の究極的な目的はテラヘルツ分光で超伝導現象発現メカニズムを解明することである．初年度は極低温冷却装置を導入し，さらに超伝導体作製用のセラミック管状炉を自作し，いくつかの焼成条件を変えたYBCO超伝導体の作製を行いX線回折などで結晶性の評価を行った．2年目はバルク結晶だけでなく，固有の特異な物性を示す可能性のある薄膜としてのYBCO結晶の作製について簡便な方法（スピンコート法で作製し，X線回折・走査型電子顕微鏡などでその薄膜成長を確認した．これらの得られたYBCO薄膜についての詳細な調査と綿密な考察でモデルを作成し国際学術雑誌に掲載された．本成果をもとに最終年度である昨年度はさらに薄膜についてテラヘルツ分光測定を行い，バルク結晶の吸収ピークとほぼ同じ周波数帯域にTHz吸収が生じることを見出し，本研究グループが作製した薄膜の高品位性を証明し,さらには将来的な量産化につながる見込みが得られたと考える（本結果については国際学術誌へ論文を投稿中である）．今後は薄膜においてもバルクで得られたような温度によるピークシフト現象などが発現するかの確認および比較を行う．また、YBCOの電気的測定の温度依存性についてもデータ採集も行った．詳細については現在テラヘルツ分光測定との結果と照合しながら分析中であるが，超伝導転移点付近と考えられる温度付近で興味深い電圧降下の挙動を示していることを確認している．期間中には間に合わなかったが汎密度関数を用いた量子化学計算によるシミュレーションとテラヘルツ吸収ピークとの比較および振動モードの同定についても現在展開している．これからも①テラヘルツ分光の結果（ピーク位置・温度依存性・ピークシフトなどなど），②電気的測定の結果③シミュレーションを総合的に考察することで本研究成果からYBCOに代表される第二種超伝導体の超伝導発現メカニズムの解明を目指していく．
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