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鉄系超伝導体ヘテロ接合・超格子の作製とそれを用いた超伝導発現機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J09315
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

鍋島 冬樹  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード鉄系超伝導体 / 薄膜 / 超格子 / エピタキシャル歪み / エピタキシャル薄膜
研究実績の概要

鉄系超伝導体の中で最も単純な構造を有するFeSeと非超伝導体であるFeTeを交互に積層したFeSe/FeTe超格子薄膜を作製した.これらの薄膜においてFeSe層とFeTe層は同じa軸長を有することがわかった.またその値はバルクFeSeとほとんど同じであることから,FeTeがFeSeに対してコヒーレントに歪んでいる(圧縮歪み)ことを意味する.これまでにFeTeに圧縮歪みを導入した報告はなく,その物性の解明は今後の課題である.
FeSe/FeTe超格子はFeSeよりも高いTcを示すが,その原因を調べるために,FeSeまたはFeTe層の膜厚を系統的に変化させた超格子を作製した.その結果,Tcは各FeSe層またはFeTe層の厚みにはほとんど依存しないことがわかった.FeSeは層間に様々なイオンや分子をインターカレートすることによりTcは上昇し,Tcは層間距離に強く依存することが報告されている.今回の結果はインターカレートしたFeSeの結果と異なっている.この原因としては,(1)超伝導層の厚みの違い,(2)組成の違い,(3)キャリアドープの有無が考えられる.
上部臨界磁場の異方性を評価したところ,超伝導を示すそうはFeSe層ではなく実際はFeTe層であることを示唆する結果が得られた.これはSeとTeの相互拡散によりFeTe層にSeが侵入することで,FeTe層が超伝導化したためであると考えられる.物性の超伝導層または非超伝導層の厚み依存性を調べるには,元素の相互拡散を抑制する必要がある.
Fe(Se,Te)の超伝導転移温度Tcは格子歪みに非常に敏感であり,より高Tcを実現するには格子歪みの制御が不可欠である.しかしこれまでFe(Se,Te)においてエピタキシャル歪みを導入した報告はなかった.今回得られた結果は超格子技術を利用することで格子歪みの制御が可能となることを示唆している.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Gap Structure Seen in Magnetic Penetration Depth and Flux-Flow Resistivity of 122 Fe-Based Su- perconductors2015

    • 著者名/発表者名
      A. Maeda, T. Okada, H. Takahashi, F. Nabeshima, Y. Imai, K. Kitagawa, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, M. Nakajima, A. Iyo, H. Eisaki
    • 雑誌名

      Quantum Matter

      巻: 4 号: 4 ページ: 308-313

    • DOI

      10.1166/qm.2015.1197

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exceptional suppression of flux-flow resistivity in FeSe0.4Te0.6 by back-flow from excess Fe atoms and Se/Te substitutions2015

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, F. Nabeshima, H. Takahashi, Y. Imai, and A. Maeda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.054510

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of phase separation and giant enhancement of superconducting transition temperature in FeSe1-xTex thin films2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Imai, Y. Sawada, F. Nabeshima, and A. Maeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 112 号: 7 ページ: 1937-1940

    • DOI

      10.1073/pnas.1418994112

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crossover from hole- to electron-dominant regions in iron-chalcogenide superconductors induced by Te/Se substitution2015

    • 著者名/発表者名
      I. Tsukada, F. Nabeshima, A. Ichinose, S. Komiya, M. Hanawa, Y. Imai, and A. Maeda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 4 ページ: 043102-043102

    • DOI

      10.7567/jjap.54.043102

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Point-contact Andreev-reflection spectroscopy in Fe(Te,Se) films: multiband superconductivity and electron-boson coupling2014

    • 著者名/発表者名
      D. Daghero, P. Pecchio, G. Ummarino, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda, I. Tsukada, S. Komiya, and R. Gonnelli
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 27 号: 12 ページ: 124014-124014

    • DOI

      10.1088/0953-2048/27/12/124014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fe(Se,Te)薄膜における超伝導ゆらぎの組成依存性2016

    • 著者名/発表者名
      鍋島冬樹, 長澤幸祐, 澤田雄一, 今井良宗, 前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の強磁場下輸送特性2016

    • 著者名/発表者名
      今井良宗, 澤田雄一, 小濱芳允, 鍋島冬樹, 金道浩一, 前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] FeSe/FeTe人工超格子の作製とその輸送特性2016

    • 著者名/発表者名
      浅見大亮, 鍋島冬樹, 澤田雄一, 今井良宗, 花輪雅史, 一瀬中, 塚田一郎, 前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Microwave Conductivity Spectroscopy for Fe(Se,Te) Thin Films2016

    • 著者名/発表者名
      F. Nabeshima, K. Nagasawa, D. Asami, Y. Sawada, Y. Imai, A. Maeda
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center, Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄カルコゲナイド超伝導体の交流伝導度にみる超伝導ゆらぎ2015

    • 著者名/発表者名
      前田京剛,鍋島冬樹,澤田雄一,今井良宗
    • 学会等名
      第23回渦糸物理国内会議
    • 発表場所
      休暇村志賀島(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] New Electronic Phase Diagram of Iron-Chalcogenide Superconductor ~ Suppression of Phase Separation using Film Fabrication ~2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Imai
    • 学会等名
      28th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Funabori, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fabrication and Transport Properties of FeSe/FeTe Superlattice Thin Films2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Nabeshima, Daisuke Asami, Yuichi Sawada, Yoshinori Imai, Masafumi Hanawa, Ataru Ichinose, Ichiro Tsukada, Atsutaka Maeda
    • 学会等名
      28th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Funabori, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transport Properties of FeSe1-xTex Thin Films under Finite Magnetic Fields2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sawada, Fuyuki Nabeshima, Daisuke Asami, Ryo Ogawa, Yoshinori Imai, Atsutaka Maeda
    • 学会等名
      28th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Funabori, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の超伝導特性の基板依存性2015

    • 著者名/発表者名
      澤田雄一, 浅見大亮, 鍋島冬樹, 今井良宗, 前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高周波測定からみたFe(Se,Te)薄膜の超伝導ゆらぎ2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島冬樹, 浅見大亮, 澤田雄一, 今井良宗, 前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フッ化カルシウム基板上のFeSe1-xTex膜の圧縮歪2015

    • 著者名/発表者名
      一瀬 中、塚田 一郎、鍋島 冬樹、今井 良宗、前田 京剛
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] LaAlO3基板上に作製したFeSe1-xTex薄膜における相分離の抑制と超伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      今井 良宗、澤田 雄一、浅見 大亮、鍋島 冬樹、前田 京剛
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CaF2基板上に作製したFeSe1-xTex (x=0.15)エピタキシャル薄膜の超伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      今井 良宗、浅見 大亮、澤田 雄一、鍋島 冬樹、前田 京剛
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Phase Separation and Enhanced Superconducting Transition Temperature of FeSe1-xTex Thin Films2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Imai, Yuichi Sawada, Fuyuki Nabeshima, Tatsunori Okada, Atsutaka Maeda
    • 学会等名
      11th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • 発表場所
      CICG, Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution ARPES study of strain effects on the electronic structure of FeSe2015

    • 著者名/発表者名
      G. N. Phan, K. Nakayama, Y. Miyata, K. Sugawara, T. Sato, Y. Tanabe, T. Urata, K. Tanigaki, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda, T. Takahashi
    • 学会等名
      11th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • 発表場所
      CICG, Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の磁場中輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      澤田雄一,鍋島冬樹,今井良宗,前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鉄カルコゲナイド超伝導体を用いた超格子の作製とその輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島冬樹,澤田雄一,今井良宗,花輪雅史,一瀬中,塚田一郎,前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CaF2基板を用いたFeSe1-xTexエピタキシャル薄膜の作製と相分離の抑制2015

    • 著者名/発表者名
      今井 良宗、澤田 雄一、鍋島 冬樹、前田 京剛
    • 学会等名
      2015年春季 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の磁場中輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      澤田 雄一、鍋島 冬樹、今井 良宗、前田 京剛
    • 学会等名
      2015年春季 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] FeSe1-xTex 薄膜における臨界電流密度特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      花輪 雅史、塚田 一郎、鍋島 冬樹、今井 良宗、前田 京剛、Tarantini Chiara、Polyanskii Anatolii、Larbalestier David
    • 学会等名
      2015年春季 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] FeSe1-xTex / CaF2基板界面の微細構造のx依存性2015

    • 著者名/発表者名
      塚田 一郎、一瀬 中、鍋島 冬樹、今井 良宗、前田 京剛
    • 学会等名
      2015年春季 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鉄カルコゲナイド超伝導体を用いた超格子薄膜の作製とその輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      鍋島 冬樹、澤田 雄一、今井 良宗、花輪 雅史、一瀬 中、塚田 一郎、前田 京剛
    • 学会等名
      2015年春季 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Phase Separation and Enhanced Superconducting Transition Temperature of FeSe$_{1-x}$Te$_x$ Thin Films2015

    • 著者名/発表者名
      F. Nabeshima, Y. Sawada, Y. Imai, A. Maeda
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2015
    • 発表場所
      San Antonio, Texas, USA
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 相分離を抑制したFeSe1-xTex薄膜の作製とTcの上昇2014

    • 著者名/発表者名
      澤田雄一,鍋島冬樹,今井良宗,前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会2014秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系超伝導体Fe(Se,Te)をベースとした超格子の作製とその輸送特性2014

    • 著者名/発表者名
      鍋島冬樹,澤田雄一,今井良宗,花輪雅史,一瀬中,塚田一郎,前田京剛
    • 学会等名
      日本物理学会2014秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Strain effects on the electronic structure of FeSe2014

    • 著者名/発表者名
      G. Phan, Y. Miyata, K. Nakayama, K. Sugawara, T. Sato, T. Takahashi, Y. Tanabe, T. Urata, K. Tanigaki, F. Nabeshima, Y. Imai, A. Maeda
    • 学会等名
      日本物理学会2014秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 【研究発表】鉄カルコゲナイドが超伝導現象を示す温度の大幅な上昇に成功

    • URL

      http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/20150203150801.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 鉄カルコゲナイドが超伝導現象を示す温度の大幅な上昇に成功 ~薄膜試料の作製による相分離の抑制が鍵~

    • URL

      http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150203/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 鉄カルコゲナイドが超伝導現象を示す温度の大幅な上昇に成功

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/giant-enhancement-of-superconducting-critical-temperature-in-iron-chalcogenide.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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