2014 Fiscal Year Annual Research Report
多重極限下の電子・熱物性測定と結晶構造解析による圧力誘起トポロジカル超伝導の研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries |
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| Project/Area Number |
25103710
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
大村 彩子 新潟大学, 研究推進機構 超域学術院, 助教 (60425569)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2015-03-31
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| Keywords | トポロジカル絶縁体 / 高圧物性 / X線回折 / 電気抵抗測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題研究では低温高圧下の電気抵抗測定及び放射光X線回折によりBi系層状合金における圧力誘起超伝導および圧力誘起トポロジカル相転移の探索とそのメカニズムの解明を目的とし、最終年度は次に示す研究成果が得られた。
１）Cu0.25Bi2(TexSe1-x)3について低温高圧下で電気抵抗測定を行い、x=0と0.66において圧力誘起超伝導を見出した。しかし、その超伝導分率は非常に小さい。昨年度までに測定したx=0.01と0.1をあわせると、x≦0.1では高圧下の振舞いが類似しており、超伝導転移はいずれも10万気圧付近から観測される。但し、超伝導転移温度は、x=0と0.01がTc～5.5 K前後でdTc/dPが負であるのに対して、x=0.1ではTc～1.5K程度でdTc/dPは正との結果が得られた。一方、x=0.66では他の組成よりも低圧側で超伝導が発現しており、構造変化前のトポロジカル絶縁体相で超伝導が発現している可能性が期待され、超伝導に寄与する結晶構造を解明することが今後の課題となる。
２）3次元ラシュバ物質BiTeIではX線回折から得られた構造パラメータを用いてバンド計算を行い、数万気圧で自明な絶縁体からトポロジカル絶縁体へ圧力誘起トポロジカル相転移が生じることを明らかにした。相転移の前後の圧力領域において抵抗率の温度依存性を観測したところ、およそ6万気圧まで金属的な振舞いを示した。一方、本課題の初年度に観測したBiTeBrでは相転移に伴って金属的から半導体的に振舞いが変化する。両者の相違についてはBiTeIの測定試料のキャリア密度が高いことが影響していると推測される。BiTeXのトポロジカル相転移に伴う電荷輸送特性の変化を示した結果は本研究が初めてであり、キャリア密度等を制御して測定を行うことが今後の課題といえる。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Investigation of pressure-induced superconductivity in Cu0.25Bi2(TexSe1-x)32014
Author(s)
A. Ohmura, M. Matsuzawa, T. Kawabe, F. Ishikawa, Y. Fujihisa, Y. Suzuki, M. Komatsu, S. Nakano, A. Nakayama, Yuh Yamada, T. Kashiwagi, K. Kadowaki
Organizer
International conference on topological quantum phenomena (TQP2014)
Place of Presentation
京都府京都市
Year and Date
2014-12-16 – 2014-12-20
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