| 研究課題/領域番号 |
21H01030
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
高橋 英史 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (50748473)
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| 研究分担者 |
中埜 彰俊 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (50842613)
秋葉 和人 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (60824026)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | 磁性 / 超伝導 / 熱電効果 / ピエゾ効果 / 無機材料 / 極性金属 / 半金属 / 遷移金属カルコゲナイド / 圧電効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極性構造を持つ絶縁体は、結晶内の分極による強誘電性や圧電性のような機能が発現する。一方で金属の場合、結晶内の分極は伝導電子による遮蔽効果のため、強誘電性のような機能を持たない。しかし、極性構造に由来したフォノンがゆらぐ場合には、そのゆらぎに起因して伝導電子が影響を受け、その効果が外部応答として発現する可能性がある。実際近年、極性構造の構造ゆらぎ（極性フォノン）に由来した、巨大熱電効果や金属材料での逆ピエゾ効果が観測されている。本研究では、さらなる応答の巨大化や極性構造の新機能の創出を目指し研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
空間反転対称性を持たない代表的な固体材料として強誘電体がある。一方で、強誘電体のように、結晶の空間反転対称性の破れた金属材料（例えば極性構造をもつ極性金属）があり、対称性の破れに起因した新現象や新機能の探索が行われている。そこで本研究では、金属材料での空間反転対称性の破れに起因した新現象や新機能の開拓を目指し、極性－非極性構造相転移を持つ材料の開拓と、新しい機能応答として動的逆ピエゾ効果の測定手法の開発を行い、新しい極性金属材料(Eu,Sr)における超伝導を発見した。さらに、トポロジカル半金属での電流誘起歪応答を観測した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、極性－非極性構造相転移の不安定性を持つ材料としてEuAuBiとSrAuBiの物質開拓を行った。その結果、EuAuBiでは磁性と極性構造を併せ持つ珍しい超伝導体であることを明らかにした。近年超伝導体は、量子コンピュータなどの高機能デバイス素子として注目されている。特に通常のBCS理論を越えた新奇超伝導であるトポロジカル超伝導は、量子コンピュータ素子の材料として重要であり、本研究ではその候補材料の一つを発見した。さらに、トポロジカル半金属における新しい機能応答として電流誘起歪応答を発見し、新しい振動センサーや発電材料の可能性を秘めている。
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