2012 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
22560304
|
|---|
| Research Institution | Tokai University |
|---|
Principal Investigator |
犬島 喬 東海大学, 工学部, 教授 (20266381)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
|
| Keywords | ＩｎＮ / 超伝導 / ｓ－ｄ混成 / アンダーソン定理 |
|---|
| Research Abstract |
電子濃度（4.8x10＾17cm＾-3 ）を持つMBE成長InNとMOCVD成長InN（7.8x10＾18 cm＾-3）のマイスナー効果の温度依存性を20 mK～4.5 Kの範囲でフランス・グルノーブルの強磁場研究センター（GHMFL）にて測定した。その結果InNは明確なフェルミ面をもち、かつ２種類の超伝導相転移、すなわち、InNの超伝導はa-b面内の第２近接にある金属Inが作り出すジョセフソン結合型のｓ-電子が支配的なＢＣＳ超伝導のほかに、高温超伝導で観測される、短いコヒーレント長をもつｄ-電子による超伝導が存在することが分かった。このことは、磁気プラズマ反射と、磁気抵抗効果により確認した。この２種類の電子の存在確率は温度とともに変化し、超伝導相転移より低温ではほぼ高温超伝導で観測されるｄ-電子のみになることを見出した。更に、InNが示すＢＣＳ型の超伝導の解析から、InNは金属Inと同等のコヒーレント長と超伝導ギャップエネルギーを持つことが分かった。このことは金属Inの中にＮ原子がドープされて六方晶InNの形を取っているが、基本的には汚い超伝導体に働くアンダーソンの定理として理解できることを意味する。すなわち、InN中のＮ原子は母体の金属Inの超伝導特性にはほとんど影響しないとして理解が可能である。第一原理計算から、InNの価電子帯にはｓ－ｄ混成があり、伝導帯には２種類の電子が発生すると結論付けた。
結論として、InNは禁止帯幅0.64 eVの直接遷移型半導体であり、青色発光素子の重要な素材でもあるが、一方金属InにＮがドープされたような金属的な特徴を持ち、その電子構造にはｓ- とｄ-電子の寄与があり、ＢＣＳ型と高温超伝導タイプの超伝導を示すことが分かった。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(5 results)
