複数モード光電子分光による新規BiS2系層状超伝導体の電子構造の研究

• 研究課題/領域番号: 15H03691
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 横谷 尚睦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (90311646)
• 連携研究者: 寺嶋 健成 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任講師 (20551518) ; 脇田 高徳 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任講師 (10423279)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円); 2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: BiS系超伝導体 / 電子状態 / 光電子分光 / BiS2系超伝導体

研究成果の概要

BiS2系超伝導体の超伝導機構の解明を目指し、複数のモードの光電子分光を有機的に用いてREO1-xFxBiS2 (RE=Rare Earth)を中心として電子状態を実験的に研究した。真空紫外線ARPES によりLaO1-xFxBiS2(x=0.23,0.5)のフェルミ面とバンド構造を観測し超伝導転移温度とフェルミ準位上の状態密度との相関を示すとともに、超伝導と磁性の共存が報告されているCeO1-xFxBiS2では、軟X線3d-4f共鳴光電子分光からCe4f電子が局在状態にあり伝導特性に主要な役割を果たしていないことを示すなど、本物質系の超伝導機構を理解するための基本的な電子構造の情報を得た。

研究成果

• [国際共同研究] ローマ大学サピエンザ校/ELETTRA放射光施設/Lab. TASC(イタリア)
• [国際共同研究] Recep Tayyip Erdogan Univ.(トルコ)
• [国際共同研究] Univ. Johannesburg(南アフリカ)
• [国際共同研究] ローマ大学サピエンザ校(イタリア)
• [雑誌論文] Metallic phase in stoichiometric CeOBiS2 revealed by space-resolved ARPES (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto T.、Paris E.、Wakita T.、Terashima K.、Yokoya T.、Barinov A.、Kajitani J.、Higashinaka R.、Matsuda T. D.、Aoki Y.、Mizokawa T.、Saini N. L.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 2011-2011
  • DOI: 10.1038/s41598-018-20351-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Electronic structure of Ag1-xSn1+xSe2 (x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.25 and 1.0) (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, E. Paris, K. Kobayashi, K. Terashima, M. Y. Hacisalihoglu, T. Ueno, F. Bondino, E. Magnano, I. Pis, L. Olivi, J. Akimitsu, Y. Muraoka, T. Yokoya, and N. L. Saini
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 19 号: 39 ページ: 26672-26678
  • DOI: 10.1039/c7cp05369j
  • NAID: 130007646621
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Direct observation of double valence-band extrema and anisotropic effective masses of the thermoelectric material SnSe (2017)
  • 著者名/発表者名: Takanobu Nagayama, Kensei Terashima, Takanori Wakita, Hirokazu Fujiwara, Tetsushi Fukura, Yuko Yano, Kanta Ono, Hiroshi Kumigashira, Osamu Ogiso, Aichi Yamashita, Yoshihiko Takano, Hitoshi Mori, Hidetomo Usui, Masayuki Ochi, Kazuhiko Kuroki, Yuji Muraoka, Takayoshi Yokoya
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 号: 1 ページ: 010301-010301
  • DOI: 10.7567/jjap.57.010301
  • NAID: 210000148501
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ce 4f electronic states of CeO1-xFxBiS2 studied by soft x-ray photoemission spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, K. Terashima, T. Hamada, H. Fujiwara, M. Minohara, M. Kobayashi, K. Horiba, H. Kumigashira, G. Kutluk, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, S. Demura, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, O. Miura, K. Okada, Y. Muraoka, T. Yokoya
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 8 ページ: 085109-085109
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.085109
  • NAID: 120006377702
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolution of Eu valence and superconductivity in layered Eu0.5La0.5FBiS2-xSex system (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizuguchi, E. Paris, T. Wakita, G. Jinno, A. Puri, K. Terashima, B. Joseph, O. Miura, T. Yokoya, N. L. Saini
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 95 号: 6 ページ: 064515-064515
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.064515
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Determination of the local structure of CsBi4-xPbxTe6 (x=0, 0.5) by X-ray absorption spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, E. Paris, M. Y. Hacisalihoglu, K. Terashima, H. Okazaki, O. Proux, I. Kieffer, E. Lahera, W. Del Net, L. Olivi, Y. Takano, Y. Muraoka, T. Yokoya, N. L. Saini
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 巻: 18 号: 36 ページ: 25136-25142
  • DOI: 10.1039/c6cp04949d
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparative ARPES studies of LaOxF1-xBiS2 (x= 0.23 and 0.46) (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Terashima, T. Wakita, M. Sunagawa, H. Fujiwara, T. Nagayama, K. Ono, H. Kumigashira, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, H. Usui, K. Kuroki, Y. Muraoka, T. Yokoya
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 683 ページ: 012002-012002
  • DOI: 10.1088/1742-6596/683/1/012002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bulk sensitive angle-resolved photoelectron spectroscopy on Nd(O,F)BiS2 (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Terashima, J. Sonoyama, M. Sunagawa, H. Fujiwara, T. Nagayama, T. Muro, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, H. Usui, K. Suzuki, K. Kuroki, T. Wakita, Y. Muraoka, T. Yokoya
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 683 ページ: 012003-012003
  • DOI: 10.1088/1742-6596/683/1/012003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ag1-xSn1+xSe2 (x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.25 及び1.0)の電子状態 (2018)
  • 著者名/発表者名: 脇田高徳, E. Paris, 小林夏野, 寺嶋健成, M. Y. Hacisalioglu, 上野哲平, F. Bondino, E. Magnano, I. Pis, L. Olivi, 秋光純, 村岡祐治, 横谷尚睦, N. L. Saini
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] Combined study of XAFS and PES for novel superconductors: local structure and electronic states of CsBi4-xPbxTe6 and CeO1-xFxBiS2 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, K. Terashima, Y. Muraoka, T. Yokoya, and N. L. Saini
  • 学会等名: Physics and Chemistry of Superconductors and Thermoelectric Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Ce 4f electronic states of CeO1－xFxBiS2 studied by soft x-ray photoemission spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, K. Terashima, T. Hamada, H. Fujiwara, M. Minohara, M. Kobayashi, K. Horiba, H. Kumigashira, G. Kutluk, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanaka, S. Demura, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, O. Miura, K. Okada, Y. Muraoka, and T. Yokoya
  • 学会等名: European Materials Research Society (E-MRS) 2017 Fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 光電子分光を用いたLaOBiS2-xSex(x = 0.0, 1.0)の電子状態の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢野佑幸, 寺嶋健成, 脇田高徳, 水口佳一, 村岡祐治, 横谷尚睦
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] Photoemission study of LaOBiS2 and LaOBiSSe (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuko Yano, Kensei Terashima, Yoshikazu Mizuguchi, Akira Miura, Takanori Wakita, Yuji Muraoka, Takayoshi Yokoya
  • 学会等名: International Workshop on Superconductivity and Related Functional Materials 2016
  • 発表場所: National Institute for Materials Science (NIMS)
  • 年月日: 2016-12-20
  • 国際学会
• [学会発表] Ce 4f electronic states of CeO1-xFxBiS2 studied by SX-PES and XAS (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, K. Terashima, T. Hamada, H. Fujiwara, M. Minohara, M. Kobayashi, K. Horiba, H. Kumigashira, G. Kutluk, M. Nagao, S. Watauchi, I. Tanakae S. Demura, H. Okazaki, Y. Takano, Y. Mizuguchi, O. Miura, K. Okada, Y. Muraoka, T. Yokoya
  • 学会等名: 第20回広島放射光国際シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス（東広島）
  • 年月日: 2016-03-16
  • 国際学会
• [学会発表] Photoemission studies on novel superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoya, K. Terashima, T. Wakita, Y. Muraoka
  • 学会等名: The kick-off meeting of the JSPS project "Development of international research network aiming for the realization of superconductive materials with high critical temperature
  • 発表場所: Okayama University
  • 年月日: 2016-02-29
  • 国際学会
• [学会発表] 新規超伝導体の電子状態研究と光電子分光 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横谷尚睦
  • 学会等名: 平成27年度コミュニケーション事業「室温超伝導体を目指す物質調査」
  • 発表場所: 蔵王センタープラザ（山形）
  • 年月日: 2016-01-25
  • 招待講演
• [学会発表] 角度分解光電子分光による新規超伝導の機構解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横谷尚睦
  • 学会等名: 第29回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウムJSR2016
  • 発表場所: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉）
  • 年月日: 2016-01-11
  • 招待講演
• [学会発表] 新規層状超伝導体CsBi4-xPbxTe6の光電子分光 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 濱田貴裕, 寺嶋健成, 脇田高徳, 溝川貴司, E. Paris, M. Y. Hacisalihoglu, O. Proux, I. Kieffer, E. Lahera, W.D. Net, L. Olivi, 岩田啓嗣, 田中将嗣, 高野義彦, 村岡祐治, N.L. Saini, 横谷尚睦
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] Determination of the local structure of CsBi4-xPbxTe6 (x=0, 0.5) by x-ray absorption spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita
  • 学会等名: European Materials Research Society (E-MRS) 2016 Fall meeting
  • 発表場所: Warsaw University of Technology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electronic structure of BiS2-based superconductors studied by photoemission spectroscopies (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yokoya
  • 学会等名: TMU International Symposium on “New Quantum Phases Emerging from Novel Crystal Structure”
  • 発表場所: Minami-Osawa Campus, Tokyo Metropolitan University
  • 年月日: 2015-09-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ARPES study on La(O,F)BiS2 using VUV and soft x-ray photons (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Terashima
  • 学会等名: TU International Symposium on “New Quantum Phases Emerging from Novel Crystal Structure”
  • 発表場所: Minami-Osawa Campus, Tokyo Metropolitan University
  • 年月日: 2015-09-24
  • 国際学会
• [学会発表] Ln(O,F)BiS2におけるフェルミ面形状と化学圧力効果：角度分解光電子分光 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋健成, 脇田高徳, 砂川正典, 藤原弘和, 濱田貴裕, 長尾雅則, 綿打敏司, 田中功, 小野寛太, 組頭広志, 岡崎宏之, 高野義彦, 臼井秀知, 黒木和彦, 鈴木雄大, 村岡祐治, 横谷尚睦
  • 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）
  • 年月日: 2015-09-16
• [備考] OKAYAMA UNIV. e-Bulletin
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/user/kouhou/ebulletin/pdf/vol11.pdf