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第一原理計算による表面・界面系の超伝導転移温度

研究課題

研究課題/領域番号 15K05168
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関三重大学

研究代表者

佐野 和博  三重大学, 工学研究科, 教授 (40201537)

研究分担者 中村 浩次  三重大学, 工学研究科, 教授 (70281847)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード第一原理計算 / 超伝導 / 表面系 / 表面・界面系 / 電場誘起超伝導 / ダイヤモンド表面
研究成果の概要

表面・界面系は外部から電場を掛けて電荷を運ぶキャリヤを導入したり、異種の結晶が会合することによりキャリヤが自発的に誘導されたりしてバルク系では見られない電子状態や超伝導状態が期待される。
本研究では第一原理計算手法を用いてダイヤモンド表面を例にとり超伝導がどのような条件の場合に発現しうるのかを解明することを目的として研究を進めた。また特に電場を掛けない場合であっても表面や界面を作ることによる効果が電子状態に与える影響の検討も行った。得られた結果は学会発表や論文等で発表を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

表面・界面系の超伝導は従来からよく研究されていたバルク系の超伝導とは異なった要素があり、超伝導を引き起こす新たな仕組みや、次元性の効果が効いた特有の興味深い現象が期待できる。本研究では特にダイヤモンド表面を例にとり超伝導がどのような条件の場合に発現しうるのかを現実的なモデルを扱うことができる第一原理計算を用いて解明したが、この研究は今後の表面・界面系の超伝導現象解明にも役立つものと思われる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Machine learning approach for data analysis of magnetic orbital moments and magnetocrystalline anisotropy in transition-metal thin films on MgO(001)2019

    • 著者名/発表者名
      A.-M. Pradipto, K. Nozaki, T. Akiyama, T. Ito, T. Oguchi, K. Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 48 号: 3 ページ: 1319-1323

    • DOI

      10.1007/s11664-018-6808-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of 4d and 5d transition-metal insertions to spin-dependent transports in Fe/MgO superlattics2019

    • 著者名/発表者名
      S. Ando, T. Akiyama, A.-M. Pradipto, T. Ito, K. Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 48 号: 3 ページ: 1380-1385

    • DOI

      10.1007/s11664-018-6779-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] External electric field driven modification of the anomalous and spin Hall conductivities in Fe thin films on MgO(001)2018

    • 著者名/発表者名
      A.M. Pradipto, T. Akiyama, T. Ito, K. Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.024401

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of surface-bound hole states in electric-field-driven superconductivity at the (110)-surface of diamond2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, T. Hattori, and K. Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 15

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.155144

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferromagnetic Clouds Caused by Hole Motion in a One-Dimensional t-J Model2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sano, Ken'ichi Takano
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 9 ページ: 094714-094714

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.094714

    • NAID

      40020934758

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anomalous Oscillations due to Aharonov-Bohm and Aharonov-Casher Effects of the One-Dimensional Hubbard Ring in the Strong Coupling Limit2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sano and Yoshiaki Ono
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 12 ページ: 124716-124716

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.124716

    • NAID

      120006763233

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 第一原理計算と軌道揺らぎ理論によるタングステンブロンズAxWO3のバルクと表面における超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      大野義章, 渡部来, 関川卓也, 石塚淳, 川井弘之, 新田祥大, 佐野和博
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 数値計算による水素吸蔵パラジウムの超伝導性2018

    • 著者名/発表者名
      簗瀬司, 佐野和博
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 金属二重鎖系Pr2Ba4Cu7O15-dの超伝導と結晶構造への圧力効果2018

    • 著者名/発表者名
      谷口晴香, 高橋陸, 村上真俊, 熊谷凌, 中山敦子, 松川倫明, 中野智志, 萩原亮, 佐々木孝彦, 大野義章, 佐野和博
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electron correlation effects on the magnetocrystalline anisotropy of Fe/MgO interfaces with inserted transition-metal oxide monolayers2018

    • 著者名/発表者名
      茂林 佳祐、Abdul-Miuzz Pradipto、秋山 亨、伊藤 智徳、中村 浩次
    • 学会等名
      2018年秋季第79回応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] First-principles calculations on electronic structure and magnetic properties of yttrium iron garnet2018

    • 著者名/発表者名
      中島 弘貴、Abdul-Muizz Pradipto、秋山 亨、伊藤 智徳、中村 浩次
    • 学会等名
      2018年秋季第79回応用物理学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electric field control of magnetic and transport properties at the interfaces of 3d transition metals and MgO substrates2018

    • 著者名/発表者名
      A.-M. Pradipto, T. Akiyama, T. Ito, K. Nakamura
    • 学会等名
      The 5th International Conference of Asian Union of Magnetics Societies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Role of external electric field and spin-orbit coupling in magneto-transport properties at ferromagnetic metal/MgO interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, A. M. Pradipto, S. Ando, T. Akiyama, T. Ito, M. Weinert
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1次元t-Jモデルにおけるホールの運動と電子状態III2017

    • 著者名/発表者名
      佐野和博, 高野健一
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 不純物をドープした半導体の超伝導転移温度2017

    • 著者名/発表者名
      水谷元春, 瀬尾洸貴, 佐野和博
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タングステンブロンズAxWO3の超伝導に対する第一原理計算と軌道揺らぎ理論2017

    • 著者名/発表者名
      渡部来, 原向日葵, 石塚淳, 大野義章, 新田祥大, 佐野和博
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドにおける電場誘起超伝導の電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      佐野和博, 中村浩次
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of atomic-layer alignments to intrinsic spin Hall conductivity in Pt-based superlattices film2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ito, Kenji Nawa, Abdul-Muizz Pradipto, Toru Akiyama, Tomonori Ito, Teruo Ono, Kohji Nakamura
    • 学会等名
      The 61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      New Orleans Marriott Hotel (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理計算を用いたホウ素ドープダイヤモンドの超伝導転移温度2016

    • 著者名/発表者名
      瀬尾洸貴, 中村浩次, 佐野和博
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属超格子膜のスピンホール効果に対する原子層配列の役割2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴博,名和憲嗣,Abdul Muizz Tri Pradipto,秋山亨,伊藤智徳,小野輝男,中村浩次
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電場誘起超伝導の電子状態と超伝導転移温度2016

    • 著者名/発表者名
      服部貴大, 佐野和博, 中村浩次
    • 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(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Spin-polarized carrier tuning in transition metal dichalcogenides by electric and magnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      Syohei Takeda, Kenji Nawa, Kohji Nakamura, Kazuhiro Sano, Toru Akiyama, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県・柏市)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外部電場・磁場下における遷移金属ダイカルコゲナイド薄膜のスピン偏極キャリアに関する第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      竹田昌平,名和憲嗣,中村浩次,佐野和博,秋山亨,伊藤智徳
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Tuning of spin-valley band structures in WSe2 thin films by external fields2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takeda, Kenji Nawa, Kohji Nakamura, Kazuhiro Sano, Toru Akiyama, Tomonori Ito
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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