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2022 Fiscal Year Annual Research Report

High temperature atomic layer superconductivity realized with hydrogenation

Research Project

Project/Area Number 18K18732
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

秋山 了太  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40633962)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywords超伝導 / 水素修飾 / 原子層物質 / 界面超伝導 / 薄膜 / 水素
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は薄膜や表面・界面で生じる2次元超伝導に関して、水素修飾を行うことで転移温度を上昇させようという試みである。まずは2次元超伝導に関して作製と評価を行った。舞台はグラフェンにCaをインターカレートしたものやFeSe系の原子層超伝導などである。試料作製に関しても容易ではなく、安定して超伝導を発現させるのに必要な条件探索も行った。またFeSeについては均一性の高い薄膜作製が難易度が高く苦労した。作製した超伝導に対して水素修飾を安定的に行い系統的なデータを測定するところまでは至らなかったが、超伝導の機構解明について重要な手がかりを得ることができた。たとえばCaインターカレートグラフェンにおいては、バンド構造とCaが入る原子位置などの情報を、角度分解光電子分光やSTM、電気伝導を用いて相補的に解析したところ、グラフェン層間に入りファンホーべ特異点というバンドが関与している可能性を突き止めた。その影響で、転移温度が伝導度と単純な関係ではなく、ドーム型の形状をとり、非従来型超伝導発現の可能性を示唆した。最終年度はトポロジカル超伝導体であるFe(Se,Te)にも手を広げ、それに対して超高真空中で水素やアルカリ金属を修飾して電気特性の変化が現れるかを調べ始めた。

  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Concerted Effects of Topological Insulators and Ferromagnetism2023

    • Author(s)
      AKIYAMA Ryota、TAKASHIRO Takuya、KURODA Shinji、HASEGAWA Shuji
    • Journal Title

      Vacuum and Surface Science

      Volume: 66 Pages: 28~33

    • DOI

      10.1380/vss.66.28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-Dimensional Superconductivity of Ca-Intercalated Graphene on SiC: Vital Role of the Interface between Monolayer Graphene and the Substrate2022

    • Author(s)
      Toyama Haruko、Akiyama Ryota、Ichinokura Satoru、Hashizume Mizuki、Iimori Takushi、Endo Yukihiro、Hobara Rei、Matsui Tomohiro、Horii Kentaro、Sato Shunsuke、Hirahara Toru、Komori Fumio、Hasegawa Shuji
    • Journal Title

      ACS Nano

      Volume: 16 Pages: 3582~3592

    • DOI

      10.1021/acsnano.1c11161

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Soft-Magnetic Skyrmions Induced by Surface-State Coupling in an Intrinsic Ferromagnetic Topological Insulator Sandwich Structure2022

    • Author(s)
      Takashiro Takuya、Akiyama Ryota、Kibirev Ivan A.、Matetskiy Andrey V.、Nakanishi Ryosuke、Sato Shunsuke、Fukasawa Takuro、Sasaki Taisuke、Toyama Haruko、Hiwatari Kota L.、Zotov Andrey V.、Saranin Alexander A.、Hirahara Toru、Hasegawa Shuji
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 22 Pages: 881~887

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.1c02952

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Direct Probe of the Ferromagnetic Proximity Effect at the Interface of SnTe/Fe Heterostructure by Polarized Neutron Reflectometry2022

    • Author(s)
      Akiyama Ryota、Ishikawa Ryo、Akutsu-Suyama Kazuhiro、Nakanishi Ryosuke、Tomohiro Yuta、Watanabe Kazumi、Iida Kazuki、Mitome Masanori、Hasegawa Shuji、Kuroda Shinji
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 13 Pages: 8228~8235

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.2c01478

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical Observation of Soft-magnetic Skyrmions in the Sandwich Structure Including Topological Insulator with Self-assembled Ferromagnetic Atomic Layers2022

    • Author(s)
      TAKASHIRO T.、AKIYAMA R.、KIBIREV I. A.、MATETSKIY A. V.、NAKANISHI R.、SATO S.、FUKASAWA T.、SASAKI T.、TOYAMA H.、HIWATARI K. L.、ZOTOV A. V.、SARANIN A. A.、HIRAHARA T.、HASEGAWA S.
    • Journal Title

      Vacuum and Surface Science

      Volume: 65 Pages: 405~410

    • DOI

      10.1380/vss.65.405

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「トポは端だが役に立つ ~表面・界面で起こる強磁性・超伝導~」2022

    • Author(s)
      秋山了太
    • Organizer
      表面科学と原子層科学のエッジ 日本表面真空学会
    • Invited
  • [Presentation] Growth of atomically flat topological crystalline insulator SnTe(001) thin films using the room temperature wetting layer method and its electrical transport measurements2022

    • Author(s)
      Ryota Akiyama, Shingo Kaneta-Takada, Shinobu Ohya, Shota Shimizu, Hiroto Horiuchi, Takuya Takashiro, Shuji Hasegawa
    • Organizer
      2nd International Symposium on Trans-Scale Quantum Science
  • [Presentation] Growth of atomically flat SnTe(001) thin films using the room temperature wetting layer method and its electrical transport measurements2022

    • Author(s)
      Ryota Akiyama, Shingo Kaneta-Takada, Shinobu Ohya, Shota Shimizu, Hiroto Horiuchi, Takuya Takashiro, Shuji Hasegawa
    • Organizer
      The 22nd International Vacuum Congress (IVC-22)
  • [Presentation] Two-dimensional superconductivity in α-Sn/SnTe(111) heterostructure2022

    • Author(s)
      Yuxiao Guo, Ryota Akiyama, Takako Konoike, Yuya Hattori, Takuya Takashiro, Rei Hobara, Taichi Terashima, Shinya Uji, Shuji Hasegawa
    • Organizer
      The 22nd International Vacuum Congress (IVC-22)
  • [Presentation] Development of the simultaneous measurement system of four-point-probe electrical transport and tunneling spectroscopy2022

    • Author(s)
      Shunsuke Sato, Rei Hobara, Ryota Akiyama, Kazumi Watanabe, Shuji Hasegawa
    • Organizer
      The 22nd International Vacuum Congress (IVC-22)
  • [Presentation] SiC 基板上グラフェンにおけるCa インターカレート誘起超伝導2022

    • Author(s)
      遠山晴子, 秋山了太, 一ノ倉聖, 橋爪瑞葵, 飯盛拓嗣, 遠藤由大, 保原麗, 松井朋裕, 堀井健太郎, 佐藤瞬亮, 平原徹, 小森文夫, 長谷川修司
    • Organizer
      日本表面真空学会関東支部セミナー「表面科学と原子層科学のエッジ」
  • [Presentation] 高磁場・サブケルビン・超高真空 4 探針電気伝導・トンネル分光同時測定装置の開発2022

    • Author(s)
      佐藤瞬亮,保原麗,秋山了太,渡邉和己,長谷川修司
    • Organizer
      SPring-8 ユーザー協同体・日本表面真空学会合同ミニコンファレンス NanospecFY2021mini
  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/rakiyama

  • [Remarks] 研究室

    • URL

      http://www-surface.phys.s.u-tokyo.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 岩塩型構造を持つ化合物の単結晶薄膜及びその製造方法2023

    • Inventor(s)
      秋山了太
    • Industrial Property Rights Holder
      秋山了太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2023/7032
    • Overseas

URL: 

Published: 2023-12-25  

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