2021 Fiscal Year Annual Research Report
Superconducting properties of monolayer FeSe films grown on SrTiO3 substrates with controlled interfaces
Publicly Offered Research
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
20H05183
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平原 徹 東京工業大学, 理学院, 准教授 (30451818)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 物性実験 / 原子層物質 / 高温超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SrTiO3(STO)上の単層FeSeは超伝導転移温度(Tc)が60-109Kであり、バルクFeSeのTc(8K)よりもはるかに高い。この高い転移温度の起源としてFeSe /STOの界面、特にSTO 表面の重要性が示唆されているが、その微視的起源は不明である。研究代表者はこれまで、世界で初めて単層FeSeの超伝導特性がSTO表面調構造に依存し、さらに 強相関超伝導体と同様な超伝導ドームの特徴があることを示した。本研究では、これまで行ってきた機能コアとしてのSTO/FeSeの界面、すなわちSTO表面に着目し た単層FeSeの高温超伝導の研究を発展させ、より高いTcを持つ条件を探索する。
本年度は角度分解光電子分光(ARPES)を用いてNbドープされた基板上に成長させた単層FeSe/STOの電子状態測定を行った。その結果、60K程度からフェルミ準位での状態密度の低下および準粒子ピークの発達が観測された。これはこの系の超伝導転移温度が60K程度であることを示唆しているが、超伝導ギャップの大きさは60Kから最低温の25Kまでほとんど温度依存性を示さず、13meVで一定であった。通常のBCS理論に従う超伝導体では超伝導の発現から温度低下によってギャップが増大する振る舞いが見られるはずであるが、本結果はこれとは相容れないものであり非従来型超伝導が発現している可能性や、超伝導転移温度以上からギャップのような特徴が出現する擬ギャップ状態が存在することを示唆している。今後同一試料に対して超高真空中の電気伝導測定によって超伝導によるゼロ抵抗の検出を行うことで、より詳細な知見を予定である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(31 results)
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[Presentation] Caがインターカレートしたグラフェンにおける２重ディラックバンドと層間電子状態2022
Author(s)
一ノ倉聖, 德田啓, 福嶋隆司朗, 堀井健太郎, 遠山晴子, 秋山了太, 出田真一郎, 田中清尚, 清水亮太, 一杉太郎, 長谷川修司, 平原徹
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] Van Hove Singularity in Thickness Controlled Li-Intercalated Graphene2021
Author(s)
S. Ichinokura, M. Toyoda, M. Hashizume, K. Horii, S. Kusaka, S. Ideta, K. Tanaka, R. Shimizu, T. Hitosugi, S. Saito, T. Hirahara
Organizer
The 9th International Symposium on Surface Science (ISSS-9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] First-Principles Analysis on Band alignment of LiTi2O4 and SrTiO3 to Understand Ion Diffusion Modulation via Substrate Choice2021
Author(s)
A. Nakanishi, K. Nishio, S. Ichinokura, K. Shimizu, Y. Kobayashi, N. Nakamura, D. Imazeki, R. Shimizu, T. Hirahara, T. Hitosugi, and S. Watanabe
Organizer
The 9th International Symposium on Surface Science (ISSS-9)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Liインターカレートしたグラフェンにおける van Hove特異性の層数依存性2021
Author(s)
一ノ倉 聖, 豊田 雅之, 橋爪 瑞葵, 堀井 健太郎, 日下 翔太郎, 出田 真一郎, 田中 清尚, 清水 亮太, 一杉 太郎, 斎藤 晋, 平原 徹
Organizer
2021年日本表面真空学会学術講演会
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[Presentation] SiC基板上のCaインターカレートグラフェンにおける超伝導2021
Author(s)
遠山晴子, 秋山了太, 橋爪瑞葵, 一ノ倉聖, 飯盛拓嗣, 松井朋裕, 堀井健太郎, 佐藤瞬亮, 保原麗, 遠藤由大, 福山寛, 平原徹, 小森文夫, 長谷川修司
Organizer
日本物理学会 2021年秋季大会
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[Presentation] Caインターカレート誘起フリースタンディンググラフェンにおける構造と超伝導の相関2021
Author(s)
遠山晴子, 秋山了太, 佐藤瞬亮, 遠藤由大, 保原麗, 堀井健太郎, 橋爪瑞葵, 一ノ倉聖, 平原徹, 飯盛拓嗣, 小森文夫, 松井朋裕, 福山寛, 長谷川修司
Organizer
日本表面真空学会 2021年度関東支部講演大会
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