2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study on transistor properties of topological insulator under pressure
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18K18736
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
久保園 芳博 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (80221935)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 高圧 / トランジスタ特性 / 電気抵抗 / 超伝導特性 / 高圧トラジスタ特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トポロジカル絶縁体は、バルクにエネルギーギャップが存在するにもかかわらず、境界領域にギャップレスの伝導状態が現れる物質である。トポロジカル絶縁体の中には、正孔や電子などのキャリアを化学的に導入することで超伝導が現れる物質もある。最近、その超伝導特性が、「トポロジカル超伝導体」として、通常の超伝導体とは異なるカテゴリーに分類できるのではないかとの期待が高まっている。更に、圧力下では、多数のトポロジカル絶縁体が超伝導体へと転移することも明らかになっている。このような背景の中で、申請者は、キャリアを多様なトポロジカル絶縁体に注入して、新規な超伝導体を実現するとともに、圧力を印加することによって、超伝導特性を制御することを目標として研究課題を提案した。とくに、電界効果によってキャリアをトポロジカル絶縁体中に注入して、電気的な特性を調べて超伝導特性を見いだすことや、それに圧力を印加して超伝導特性を制御することに興味をもった。なお、得られる超伝導がトポロジカル超伝導であれば、超伝導体中の準粒子はそれ自身が反粒子となる「マヨラナ粒子」として振る舞う可能性があり、物性物理学上きわめて興味深い。
本研究課題を通じて、AgをドープしたBi2Se3に対して、電界効果によってキャリアを注入して電気特性を調べる実験（トランジスタ特性実験）を遂行するとともに、xとyを変えることでフェルミレベルやディラック点の位置を制御したBi2-xSbxTe3-ySey の高圧での電気特性を詳細に調べて、高圧での超伝導特性の出現を確認した。また、それらの極薄単結晶を活性層としてイオン液体を使った電気二重層（EDL）電界効果トランジスタ（FET）を作製して、高圧でのトランジスタ特性を調べる試みを進めた。高圧でのトランジスタ特性評価のための方法を工夫して、高圧トランジスタ特性の実験方法に関するプロトコルを作成した。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Pressure-induced superconductivity in Bi2-xSbxTe3-ySey2019
Author(s)
He Tong、Yang Xiaofan、Taguchi Tomoya、Ueno Teppei、Kobayashi Kaya、Akimitsu Jun、Yamaoka Hitoshi、Ishii Hirofumi、Liao Yen-Fa、Ota Hiromi、Goto Hidenori、Eguchi Ritsuko、Terashima Kensei、Yokoya Takayoshi、Jeschke Harald O.、Wu Xianxin、Kubozono Yoshihiro
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 100
Pages: 094525
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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