ダイヤモンド超伝導体とその関連物質の電子状態:バンド半導体-金属転移と超伝導

• 研究課題/領域番号: 20340091
• 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, 大学院・自然科学研究科, 教授 (90311646)
• 連携研究者: 村岡 祐治 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (10323635) ; 脇田 高徳 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 特任助教 (10423279)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2009年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2008年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
• キーワード: 高濃度ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体 / 半導体-金属転移 / 電子状態 / 光電子分光 / 高濃度リンドープダイヤモンド / ピセン超伝導体 / ダイヤモンド超伝導

研究概要

ドープされたバンド半導体における半導体-金属転移に伴う電子状態変化を研究するために、ホウ素ドープダイヤモンドとその関連物質の光電子分光研究を行った。角度分解光電子分光により高濃度ホウ素ドープダイヤモンドにおける価電子帯電子状態を実験的に明らかにした。内殻光電子分光からは、高濃度ドープ試料ではドープ原子が複数の化学サイトに取り込まれる事がわかった。CaC_6およびポタシウムドープピセンにおいては、ドープによる電子状態変化を直接観測し、超伝導性との関連を議論した。

研究成果

• [雑誌論文] Photoemission Study of Electronic Structure Evolution across the Metal-Insulator Transition of Heavily B-doped Diamond (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, T.Arakane, K.Sugawara, T.Sato, T.Takahashi, T.Wakita, M.Hirai, Y.Muraoka, Y.Takano, S.Ishii, S.Iriyama, H.Kawarada, T.Yokoya
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Solids 72 ページ: 582-584
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple phosphorus chemical sites in heavily phosphorus-doped diamond (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, R.Yoshida, T.Muro, T.Nakamura, T.Wakita, Y.Muraoka, M.Hirai, H.Kato, S.Yamasaki, Y.Takano, S.Ishii, T.Oguchi, T.Yokoya
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 98 ページ: 82107-82107
  • NAID: 120004724414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple phosphorus chemical sites in heavily phosphorus-doped diamond (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, et al.
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 巻: 98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of pristine and K-doped picene: Nonrigid band change and its implication for electron-intramolecular-vivration interaction (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, T.Wakita, T.Muro, Y.Kaji, X.Lee, H.Mitamura, N.Kawasaki, Y.Kubozono, Y.Yamanari, T.kambe, T.Kato, M.Hirai, Y.Muraoka, T.Yokoya
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 82 ページ: 195114-195114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoemission study of Ca-intercalated graphite superconductor CaC_5 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, et al.
  • 雑誌名: PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS 巻: 470
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angle-resolved photoemission study of Si electronic structure : Boron concentration dependence (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Wakita, et al.
  • 雑誌名: PHYSICA C-SUPERCONDUCTIVITY AND ITS APPLICATIONS 巻: 470
  • NAID: 120004724423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structure of pristine and K-doped picene : Nonrigid band change and its implication for electron-intramolecular-vivration interaction (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, et al.
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic evidence of the existence of substantial Ca 3d derived states at the Fermi level in the Ca-intercalated graphite superconductor CaC_6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, R.Yoshida, K.Iwai, K.Noami, T.Muro, T.Nakamura, T.Wakita, Y.Muraoka, M.Hirai, F.Tomioka, Y.Takano, A.Takenaka, M.Toyoda, T.Oguchi, T.Yokoya
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft X-Ray Core-Level Photoemission Study of Boron Sites in Heavily Boron-Doped Diamond Films (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, R.Yoshida, T.Muro, T.Wakita, M.Hirai, Y.Muraoka, Y.Takano, S.Iriyama, H.Kawarada, T.Oguchi, T.Yokoya
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 78 ページ: 34703-34703
  • NAID: 110007138874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic evidence of the existence of substantial Ca 3d derived states at the Fermi level in the Ca-intercalated graphite superconductor CaC6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, et al.
  • 雑誌名: Physical Review B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] The electronic structure of Ca-intercalated superconducting graphite CaC6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, et al.
  • 雑誌名: Physica C 469 ページ: 1041-1044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ishizaka et al. Reply (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ishizaka, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 102 ページ: 199702-199702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soft X-Ray Core-Level Photoemission Study of Boron Sites in Heavily Boron-Doped Diamond Films (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Okazaki, et al.
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near E_F electronic structure of heavily boron-doped superconducting diamond (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, T.Yokoya, J.Nakamura, N.Yamada, T.Nakamura, T.Muro, Y.Tamenori, T.Matsudhita, Y.Takata, T.Tokushima, S.Shin, Y.Takano, N.Nagao, T.Takenouchi, H.Kawarada, T.Oguchi
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.Soilds 69 ページ: 2978-2981
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent localized excitations of doped carriers in superconducting diamond (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishizaka, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 77
  • 査読あり
• [雑誌論文] ・Near EF electronic structure of heavily boron-doped superconducting diamond (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Okazaki, et al.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solids 69 ページ: 2978-2981
  • 査読あり
• [学会発表] ホットフィラメント化学気相成長法を用いた高濃度ホウ素ドープダイヤモンド膜の作製と物性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平松千明, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Siの光電子分光:空準位の効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 脇田高徳, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] TaCフィラメントを用いたHFCVD法による高濃度ホウ素ドープ超伝導ダイヤモンド膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土居智彰, 他
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部日本物理学会中国支部・四国支部日本物理教育学会中国四国支部2010年度支部学術講演会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス
  • 年月日: 2010-07-31
• [学会発表] Photoemission Study of The Electronic Structure Evolution across Metal-Insulator Transition of Heavily B-doped Diamond (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Okazaki, Takayuki Arakane, Katsuaki Sugawara, Takahumi Sato, Takashi Takahashi, Takanori Wakita, Masaaki Hirai, Yuji Muraoka, Yoshihiko Takano, Satoshi Ishii, Shingo Iriyama, Hiroshi Kawarada, Takayoshi Yokoya
  • 学会等名: the 9th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors (SNS2010) (5/23-5/28/2010)
  • 発表場所: Shanghai, Chaina
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Photoemission Study of The Electronic Structure Evolution across Metal-Insulator Transition of Heavily B-doped Diamond (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Okazaki, et al.
  • 学会等名: the 9th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors (SNS2010)
  • 発表場所: 中国 上海
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] Si(111)1x1水素終端面の角度分解共鳴光電子分光 (2010)
  • 著者名/発表者名: 脇田高徳, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 光電子分光によるポタシウムドープピセンの電子状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] ホットフィラメントCVD法を用いた溶液原料からの高濃度ホウ素ドープダイヤモンド膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土居智彰, 他
  • 学会等名: 2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] 光電子分光による芳香族多環縮合炭化水素ピセンの電子状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] グラファイトインターカレーション超伝導体CaC6の共鳴光電子分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Photoemission Study of Ca-intercalated Graphite Superconductor CaC6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, et al.
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan,
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Photoemission Spectroscopy of Doped Band Insulators and Related Superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yokoya, et al.
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan,
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 熱フィラメントCVD法による高濃度ホウ素ドープダイヤモンド膜の作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 土居智彰, 他
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部、日本物理学会中国支部、四国支部2009年度支部学術講演会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(広島県)
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] シリコンの光電子分光 : ボロン濃度依存性II (2009)
  • 著者名/発表者名: 脇田高徳, 他
  • 学会等名: 日本物理学会(第64回年次大会)
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 光電子分光による高濃度ホウ素ドープダイヤモンドの金属-絶縁体転移前後の電子状態の観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会(第64回年次大会)
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Photoemission Spectroscopy of Doped Band Insulators and Related Superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Yokoya, Hiroyuki Okazaki, Takanori Wakita, Rikiya Yoshida, Masaaki Hirai, Yuji Muraoka
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M^2S-IX)
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan
• [学会発表] Photoemission Study of Ca-intercalated Graphite Superconductor CaC_6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Okazaki, R.Yoshida, K.Iwai, K.Noami, T.Muro, T.Nakamura, T.Wakita, Y.Muraoka, M.Hirai, F.Tomioka, Y.Takano, A.Takenaka, M.Toyoda, T.Oguchi, T.Yokoya
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M^2S-IX)
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan
• [学会発表] 光電子分光による芳香族多環縮合炭化水素ピセンの電子状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之、室隆桂之、為則雄祐、脇田高徳、村岡祐治、平井正明、川崎菜穂子、加地由美子、久保園芳博、山成悠介、神戸高志、横谷尚睦
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
• [学会発表] Photoemission spectroscopy study of heavily boron doped diamond and silicon electronic structures (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Wakita, H.Okazaki, K.Saeki, M.Ono, T.Eguchi, T.Okuda, A.Harasawa, I.Matsuda, Y.Hasegawa, Y.Takano, M.Hirai, Y.Muraoka, T.Yokoya
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) and the 7th Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] Photoemission spectroscopy study of heavily boron doped diamond and siliconelectronic structures. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Wakita, et al.
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials(ISAQM2008)and the 7th Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2008-11-09
• [学会発表] The electronic structure of Ca-intercalated superconducting graphite CaC6 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Okazaki, et al.
  • 学会等名: 21th International Symposium on Superconductivity (ISS2008)
  • 発表場所: エポカルつくば
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] 高分解能光電子分光によるグラフアイトインターカレーション超伝導体CaC6の電子状態 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 他
  • 学会等名: 日本物理学会(2008年秋季大会)
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] シリコンの光電子分光 : ボロン濃度依存性. (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇田高徳, 他
  • 学会等名: 日本物理学会(2008年秋季大会)
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] グラフアイトインクーカレーション超伝導体C6Caの高分解能光電子分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡崎宏之, 他
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部 日本物理学会中国支部・四国支部日本物理教育学会中国四国支部 2008年度支部学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2008-08-02
• [備考]
  • URL: http://film.rlss.okayama-u.ac.jp/