2019 Fiscal Year Research-status Report
Fabrication of Wyle semimetal by topological insulator/insulator artificial superlattice
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19K03751
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
宍戸 寛明 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80549585)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ワイル半金属 / トポロジカル絶縁体 / 薄膜育成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子線エピタキシー法を用いてSmB6/CaB6/SeB6超格子の育成を行った．SmB6, CaB6, SrB6はいずれもCaB6型の立方晶の結晶構造を持つ．格子定数も近いため，エピタキシャル成長に重要な格子のマッチングも良好と期待される．SmB6は近藤トポロジカル絶縁体であり，グローバルな空間反転対称性を破ることによりワイル半金属状態を実現できると考えられる．これに対してSrB6は通常の絶縁体，CaB6は金属であり，SmB6, SrB6, CaB6の3者を積層させることでグローバルな空間反転対称性を破ることができる．Ca, Sr, Sm, Bはいずれも独立なクヌードセンセルからの過熱蒸着を行い，安定した蒸着を実現した．それぞれの元素は化学量論比通り1:6になるように調整している．CaB6層，SrB6層, SmB6層が同じ厚みで3重に積層した超格子構造を6回繰り返した人工超格子を作製した．基板にはSi(100)面を用いた．Si基板は熱酸化膜が無いものを用い，更に自然酸化膜を除去するためにフッ酸によるエッチング処理を行った． Si基板の[110]方向とSmB6/CaB6/SeB6超格子の[100]が配向したエピタキシャル成長が期待できる．蒸着時の基板温度は1000℃まで加熱した．この超格子のX線反射率測定から超格子構造が実現できていることが確認できた．低温までの電気抵抗率測定から，降温と共に絶縁体的に上昇していく傾向が確認された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
B用の高温クヌードセンセルの修理を行ったため，十分な数のSmB6/SrB6/CaB6超格子の成膜が行えなかった．関連して，蒸着条件のさらなる最適化が必要である．得られた超格子の膜構造について種々の手法を持ちいた解析が必要とされる．また得られた人工超格子について詳細な物性測定を行い，ワイル半金属が実現しているかについての解明が必要とされる．
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| Strategy for Future Research Activity |
SmB6/SrB6/CaB6超格子の成膜条件の更なる最適化を行い，ワイル半金属状態の実現を目指す．具体的にはワイル半金属状態が実現される各層の膜厚の最適化，全体の繰り返し回数の最適化などを行う．得られた超格子についてX線回折，断面透過型電子顕微鏡観察などを行い，超格子構造の確認を行う．
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| Causes of Carryover |
学会旅費，研究打ち合わせ旅費等で使用する予定だったが学会等がキャンセルとなったため使用しなかった．翌年度は共同研究などの打ち合わせ，共同研究に必要な消耗品などの購入に充てる予定である．
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[Journal Article] Energy-resolved neutron imaging with high spatial resolution using a superconducting delay-line kinetic inductance detector2019
Author(s)
Y. Iizawa, H. Shishido, K. Nishimura, T. D. Vu, K. M Kojima, T. Koyama, K. Oikawa, M. Harada, S. Miyajima, M. Hidaka, T. Oku, K. Soyama, K. Aizawa, S. Y Suzuki, T. Ishida
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Journal Title
Superconductor Science and Technology
Volume: 32
Pages: 125009
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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