表面・極薄超伝導体の走査トンネルポテンショメトリ測定

• 研究課題/領域番号: 16K13683
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 平原 徹 東京工業大学, 理学院, 准教授 (30451818)
• 研究協力者: 芳野 諒 ; 田中 友晃
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 超伝導 / 超薄膜 / 走査トンネル顕微鏡 / 表面・界面物性 / 物性実験

研究成果の概要

本研究では空間分解可能な電気伝導測定を用いて、表面・極薄超伝導体の高い臨界電流の起源を解明することを最終目的とした。そのために、まず高品質の単一ユニットセル(1UC)超伝導FeSe超薄膜を作製する条件を探索した。そして基板を520℃で加熱しFeとSeを共蒸着することで、ドメインの大きい1UCFeSe薄膜を作製できることを走査トンネル顕微鏡(STM)観察により明らかにした。一方、5Kでの走査トンネル分光(STS)測定では、超伝導特性が局所的に異なっていた。今後走査トンネルポテンショメトリ(STP)測定でこのような超伝導特性の局所的な違いが高い臨界電流にどのように影響しているかを明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Growth and Atomic Structure of Tellurium Thin Films Grown on Bi2Te3 (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Okuyama, Y. Sugiyama, S. Ideta, K. Tanaka, and T. Hirahara
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 398 ページ: 125-129
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.11.196
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a Convenient <i>in situ </i>UHV Scanning Tunneling Potentiometry System Using a Tip Holder Equipped with Current-Injection Wires (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, R. Yoshino, R. Hobara,S. Hasegawa, and T. Hirahara
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 14 号: 0 ページ: 216-224
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2016.216
  • NAID: 130005282046
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] SrTiO3基板上の単一ユニットセルFeSeの電子状態：表面超構造依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中友晃, 芳野諒, 平原徹
  • 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
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] トポロジカル絶縁体/磁性絶縁体超薄膜ヘテロ接合 I：結晶構造と電子状態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 奥山裕磨, S. V. Eremeev, 白澤徹郎, 杉山裕弥, 角田一樹, 宮本幸治, 奥田太一, 出田真一郎, 田中清尚, E. V. Chulkov, 平原徹
  • 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
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] トポロジカル絶縁体/磁性絶縁体超薄膜ヘテロ接合II：磁化特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中西亮介, 秋山了太, 奥山裕磨, 高木康多, S. V. Eremeev, E. V. Chulkov, 横山利彦, 長谷川修司, 平原徹
  • 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
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Inducing magnetism in topological insulators by self organized incorporation of a ferromagnetic layer (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara
  • 学会等名: Physics at the borderline between 1D and 2D
  • 発表場所: Bad Honnef (Germany)
  • 年月日: 2017-03-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dirac Electrons in Condensed Matter Physics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara
  • 学会等名: IOP Publishing Young Researchers' Meeting: Frontiers in Fundamental and Applied Physics
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ビスマス系超薄膜・ヘテロ接合の電子構造とスピン物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平原 徹
  • 学会等名: 日本磁気学会第62回スピンエレクトロニクス専門研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 招待講演
• [学会発表] Heterostructure of a topological insulator/magnetic insulator ultrathin film (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Okuyama, S. V. Eremeeev, R. Nakanishi, R. Akiyama, T. Shirasawa, Y. Sugiyama, K. Sumida, K. Miyamoto, T. Okuda, S. Ideta, K. Tanaka, E. V. Chulkov, S. Hasegawa, and T. Hirahara
  • 学会等名: IOP Publishing Young Researchers' Meeting: Frontiers in Fundamental and Applied Physics
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 国際学会
• [学会発表] Local Superconducting Properties of a Single Unit-Cell FeSe Thin Film on SrTiO3 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka, R. Yoshino, and T. Hirahara
  • 学会等名: IOP Publishing Young Researchers' Meeting: Frontiers in Fundamental and Applied Physics
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 国際学会
• [学会発表] The Rashba and quantum size effects in ultrathin Bi films (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hirahara
  • 学会等名: AVS 63rd International Symposium & Exhibition
  • 発表場所: Nashville (USA)
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] トポロジカル絶縁体/磁性絶縁体超薄膜ヘテロ構造:磁化によるディラックコーン変調に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 平原 徹
  • 学会等名: 物性研短期研究会「走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望」
  • 発表場所: 東大物性研
  • 年月日: 2016-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] 単一ユニットセルFeSeの構造と電子状態：STM/STS観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中友晃, 芳野諒, 平原徹
  • 学会等名: 物性研短期研究会「走査トンネル顕微鏡による物性研究の現状と展望」
  • 発表場所: 東大物性研
  • 年月日: 2016-10-31
• [学会発表] Bi2Te3基板上におけるTe単結晶薄膜の作成と電子状態測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥山裕磨, 杉山裕弥, 出田真一郎, 田中清尚, 平原徹
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] RHEEDとSTMによるSrTiO3上の１UC-FeSeの成長過程と構造評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 芳野諒, 田中友晃, 平原徹
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] h-BN上へのスタネンの作製と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉山裕弥, 奥山裕磨, 出田真一郎, 田中清尚, C. Bernard, T. Greber, 平原徹
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 単一ユニットセルFeSeの構造と電子状態：STM/STS観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中友晃, 芳野諒, 平原徹
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 単一ユニットセルFeSeの構造と電子状態：STM/STS観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中友晃, 芳野諒, 平原徹
  • 学会等名: 日本表面科学会関東支部 第4回関東支部セミナー
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] SrTiO3基板上のFeSe薄膜の作成と構造評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中友晃, 芳野諒, 平原徹
  • 学会等名: 日本表面科学会第１回関東支部講演大会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Bi2Te3基板上のTe薄膜の成長と電子状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥山裕磨, 杉山裕弥, 平原徹
  • 学会等名: 日本表面科学会第１回関東支部講演大会
  • 発表場所: 東京大学