2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of new transition-metal oxide thin-film superconductors by electrochemical modulation of the electronic states
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18H03925
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大友 明 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (10344722)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 薄膜電子材料 / エピタキシー / 電気化学 / 超伝導材料・素子 / トポケミカル反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，薄膜化した前周期遷移金属酸化物に対して電気化学的にキャリアを均一にドープすることによって新しい超伝導体を創製することを目的とする。また，元素横断的に電子相転移を調べ，特異な物性発現の起源を明らかにすることを狙いとする。昨年度（令和元年度）は，これまで多結晶しか合成されていないスピネル型のLiV2O4と層状岩塩型のLiVO2，ならびにα相LixMoO3とβ相LixMoO3の薄膜をそれぞれ作り分ける手法を確立した。LiV2O4とβ相LixMoO3に対して電気化学的にLiイオンを挿入・脱離することによってキャリアを系統的に制御した結果，構造相転移を伴わない金属絶縁体転移を実証することに成功した。また，LiNbO2についてLiを欠損させると低温で超伝導体になりp型透明導電性が増すという新奇な機能性を明らかにした。これらの進捗を受けて，今年度（令和2年度）は，LiV2O4における金属絶縁体転移の起源について詳細に検討した。抵抗率の温度依存性からLiイオン挿入により電子相関が増大し，電子の有効質量が発散的に重くなることがわかった。また，Li欠LiNbO2超伝導薄膜の抵抗率の印加磁場の大きさと角度の依存性を調べ，強い二次元性を明らかにした。さらにバンド構造と光学特性の評価から，シングルバンドにおいてホール超伝導が実現していることが強く示唆する結果が得られた。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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