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2022 Fiscal Year Annual Research Report

巨大エピタキシャル歪みが誘起する新奇超伝導の探索と解明

Research Project

Project/Area Number 21H01804
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

打田 正輝  東京工業大学, 理学院, 准教授 (50721726)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsルテニウム酸化物 / 薄膜 / 超伝導体
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ルチル型酸化物RuO2のエピタキシャル薄膜において発見された歪み誘起超伝導の研究を深め、巨大エピタキシャル歪みが誘起する電子格子状態の変化の解明と新奇超伝導の学理の構築を目指している。本年度は、同じ基板方位(TiO2(110)面)及び膜厚(約30nm)で超伝導を示すRuO2薄膜と超伝導を示さないRuO2薄膜を作りわけたのち、X線吸収分光によってRuサイトの軌道準位とOサイトとの混成強度の変化を明らかにした。具体的には、もともと等価であった2種類のRuサイトが巨大なエピタキシャル歪みによって非等価になりフェルミレベル近傍の軌道状態が大きく変化することが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

巨大エピタキシャル歪みの制御手法を早期に確立したことで、同じ基板方位及び膜厚でも超伝導を示す薄膜と示さない薄膜を作りわけられるようになり、当初の狙いを大きく広げてスペクトロスコピーの手法を組み合わせた超伝導研究が進展している。

Strategy for Future Research Activity

同じ基板方位及び膜厚で超伝導を示す薄膜と示さない薄膜を作りわけられるようになったことで、X線吸収分光のみならず共鳴非弾性X線散乱によっても電子格子状態の変化を比較し、超伝導発現のメカニズム解明を進める。

  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Magnetic excitations in the square-lattice iridate Ba2IrO42023

    • Author(s)
      J. P. Clancy, H. Gretarsson, A. Lupascu, J. A. Sears, Z. Nie, M. H. Upton, J. Kim, Z. Islam, M. Uchida, D. G. Schlom, K. M. Shen, and Y.-J. Kim
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 107 Pages: 054423-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.054423

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Strain-modulated anisotropic electronic structure in superconducting RuO2 films2022

    • Author(s)
      C. A. Occhialini, L. G. P. Martins, S. Fan, V. Bisogni, T. Yasunami, M. Musashi, M. Kawasaki, M. Uchida, R. Comin, and J. Pelliciari
    • Journal Title

      Physical Review Materials

      Volume: 6 Pages: 084802-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.6.084802

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Maximizing anomalous Hall effect by tuning the Fermi level in simple Weyl semimetal EuCd2Sb22023

    • Author(s)
      M. Uchida, M. Ohno, S. Minami, Y. Nakazawa, S. Sato, M. Kriener, R. Arita, M. Kawasaki
    • Organizer
      2023 American Physical Society March Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁性ワイル半金属EuCd2Sb2薄膜における磁気抵抗の特徴変化2023

    • Author(s)
      中村彩乃, 西早辰一, 大野瑞貴, 渡辺悠斗, 川﨑雅司, 打田正輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] EuA2(A = Cd,Zn)薄膜におけるトポロジカルホール効果の比較2023

    • Author(s)
      渡辺悠斗, 西早辰一, M. Kriener, 中村彩乃, 川﨑雅司, 打田正輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] EuCd2エピタキシャル薄膜における多成分トポロジカルホール効果の観測2023

    • Author(s)
      西早辰一, 渡辺悠斗, M. Kriener, 中村彩乃, 川﨑雅司, 打田正輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Sr3Ru2O7薄膜における巨大エピタキシャル歪みにより誘起された強磁性状態2023

    • Author(s)
      大島蓮, 西早辰一, 藤田貴啓, M. Kriener, 川﨑雅司, 打田正輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Quantum Hall conduction on topological semimetal Fermi arcs2022

    • Author(s)
      M. Uchida
    • Organizer
      15th Asia Pacific Physics Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 強磁場を利用した半金属・半導体薄膜の新奇量子輸送状態に関する研究2022

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      第4回強磁場フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] Fabrication and control of Sr3Ru2O7 films by molecular beam epitaxy2022

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      令和4年度 新学術領域「量子液晶の物性科学」領域研究会
  • [Presentation] 酸化物ヘテロ界面における異方的な歪み状態の解明と機能創出2022

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      新学術領域「機能コアの材料科学」領域全体会議
  • [Presentation] 分子線エピタキシー成長による人工ネマティック構造の創製2022

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      新学術領域「量子液晶の物性科学」公募班キックオフミーティング
  • [Presentation] Maximizing anomalous Hall effect by tuning the Fermi level in simple Weyl semimetal films2022

    • Author(s)
      M. Ohno, S. Minami, Y. Nakazawa, S. Sato, M. Kriener, R. Arita, M. Kawasaki, M. Uchida
    • Organizer
      29th International Conference on Low Temperature Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EuCd2薄膜における巨大なトポロジカルホール効果の観測2022

    • Author(s)
      渡辺悠斗, 西早辰一, 中村彩乃, 打田正輝
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法による高品質Sr3Ru2O7薄膜の作製と評価2022

    • Author(s)
      大城蓮, 西早辰一, 藤田貴啓, 川﨑雅司, 打田正輝
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会

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Published: 2023-12-25  

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