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鉄カルコゲナイド系極薄膜の高温超伝導発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K13354
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東北大学

研究代表者

塩貝 純一  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30734066)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード電気二重層トランジスタ / 鉄系超伝導 / 層状物質 / セレン化鉄 / 高温超伝導
研究成果の概要

バルク体で約8Kの超伝導転移温度(Tc)を示す層状超伝導物質であるFeSeは、単原子層まで薄くするとTcが60Kまで上昇することが分光測定によって明らかにされた。しかしながら、大気中の劣化などが原因で、これまで単層状態のFeSeの電気測定が困難であった。本研究では、FeSe薄膜をチャネルとした電気二重層トランジスタを作製し、電気化学反応を制御することでFeSe薄膜の膜厚を十数ナノメートルから単層レベルまでエッチングしながら電気測定する手法を確立した。この手法を用いて超伝導特性の電界効果や基板依存性を詳細に調べることにより、電子蓄積がFeSe超薄膜の高温超伝導発現に重要であることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Unified trend of superconducting transition temperature versus Hall coefficient for ultrathin FeSe films prepared on different oxide substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Junichi Shiogai, Tomoki Miyakawa, Yukihiro Ito, Tsutomu Nojima, and Atsushi Tsukazaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 11 ページ: 115101-115101

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.115101

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 電気化学エッチングによるセレン化鉄膜厚制御の実現2016

    • 著者名/発表者名
      塩貝 純一, 野島 勉, 塚﨑 敦
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 37 号: 11 ページ: 541-546

    • DOI

      10.1380/jsssj.37.541

    • NAID

      130005284288

    • ISSN
      0388-5321, 1881-4743
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric-field-induced superconductivity in electrochemically etched ultrathin FeSe films on SrTiO3 and MgO2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, Y. Ito, T. Mitsuhashi, T. Nojima, A. Tsukazaki
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 12 号: 3 ページ: 42-42

    • DOI

      10.1088/0022-3727/49/3/03lt01

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電気化学エッチングを用いたFeSe薄膜高温超伝導2017

    • 著者名/発表者名
      塩貝純一、宮川智樹、伊藤恭太、野島勉、塚﨑敦
    • 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
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A universal relationship of superconducting transition temperature and Hall coefficient in etching-induced superconductivity in FeSe electric double layer transistors2017

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, T. Miyakawa, T. Nojima, and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      CEMS-QPEC Symposium on Emergent Quantum Materials
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical etching induced high temperature superconductivity in FeSe electric double layer transistors2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, T. Miyakawa, Y. Ito, T. Nojima, and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      ISS 2016 - 29th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical approach to achieving ultrathin FeSe using electric double layer transistor 2016 MRS Fall Meeting2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, T. Miyakawa, Y. Ito, T. Mitsuhashi, T. Nojima, and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      2016 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      ボストン(米国)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical etching approach to ultrathin FeSe films using electric double layer transistor2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, T. Miyakawa, Y. Ito, T. Nojima and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      JSPS-EPSRC Tohoku-Cambridge-CNRS Core to Core program Symposium "Two dimensional electronics/spintronics devices"
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High temperature superconductivity in electrochemically-etched FeSe thin films2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, T. Miyakawa, Y. Ito, T. Mitsuhashi, T. Nojima, and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Revolutionary Atomic-Layer Materials
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FeSe EDLTで誘起される超伝導転移のイオン液体依存性2016

    • 著者名/発表者名
      宮川智樹、伊藤恭太、塩貝純一、野島勉、松本道生、清水直、岩佐義宏、相田卓三、塚﨑敦
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] High-Tc Superconductivity at 40 K observed in electrochemically etched FeSe films2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, Y. Ito, T. Mitsuhashi, T. Nojima, and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      ICSM 2016 - The 5th International Conference of Superconductivity and Magnetism
    • 発表場所
      フェトヒイェ(トルコ共和国)
    • 年月日
      2016-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] FeSe電気二重層トランジスタにおける超伝導転移温度の酸化物基板依存性2016

    • 著者名/発表者名
      塩貝 純一, 伊藤 恭太, 三橋 駿貴, 野島 勉, 塚﨑 敦
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス, 東京
    • 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] High-Tc superconductivity at 40 K emerged in ultrathin FeSe electric-double-layer transistors2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shiogai, Y. Ito, T. Mitsuhashi, T. Nojima, and A. Tsukazaki
    • 学会等名
      APS March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] FeSe薄膜電気二重層トランジスタにおけるHall効果測定2015

    • 著者名/発表者名
      塩貝 純一, 伊藤 恭太, 三橋 駿貴, 野島 勉, 塚﨑 敦
    • 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, 名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] FeSe超薄膜の作製と電気二重層トランジスタ特性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 恭太, 塩貝 純一, 三橋 駿貴, 野島 勉, 塚﨑 敦
    • 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, 名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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