| 研究課題/領域番号 |
21K03434
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 京都産業大学 |
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研究代表者 |
瀬川 耕司 京都産業大学, 理学部, 教授 (20371297)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | トポロジカル絶縁体 / スパッタリング法 / 薄膜 / 輸送特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
トポロジカル絶縁体は、その表面に特殊な金属状態があらわれることが知られている。薄膜試料においてはその物性への表面の寄与が顕著になるため、表面状態の研究には薄膜試料の作製が重要である。トポロジカル物質の研究はここ数年でディラック半金属・ワイル半金属などに広がり、バンド構造に特徴をもつトポロジカル物質とまとめてとらえられているが、トポロジカル絶縁体そのものは物質系が非常に限られている。そこで本研究では、未だに薄膜化されていないタリウム系トポロジカル絶縁体を中心とするトポロジカル物質の薄膜化を行い、未知の物性の観測とその体系化を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、これまでに良質の薄膜作製が報告されていないタリウム系トポロジカル絶縁体について、純良薄膜の作製とその輸送特性の測定を目指している。TlBiSe2 において薄膜の輸送特性を測定すること、および同系について S で Se を置換した系において表面状態に由来のわからないエネルギーギャップが開いていることが観測されているため、その輸送特性を観測することが最終的な目標である。
タリウム系トポロジカル絶縁体 TlBiSe2 の薄膜用ターゲットを自作し、薄膜作製を引き続き行なった。あらかじめ Tl と Bi の比をずらして作製したターゲットにより、成膜時の基板温度を上げる方法で配向性の良い薄膜を得ることができた。しかし、成膜条件の最適化を試みると、同様の条件でもX線のピークが弱くなる傾向が見出された。組成の微調整をして再度、ターゲットを作製したところ、やはり初期の膜質が良く、次第に劣化していく振舞いが見られた。
ターゲット作製の際に Se を過剰にしていることから、焼結の際に Se 過剰の部分が相分離し、ターゲット内で組成が傾斜している可能性を現在のところ考えている。Se の供給を別のターゲットから行うため、Se のみのターゲット作製を試行したところ、これは成功したため、次の段階として Se を過剰にしない組成で可能な限り相分離を避けてターゲットを作製し、二元スパッタでの成膜を試みるところである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
TlBiSe2 の薄膜そのものはおおむね作製可能であることははっきりさせることができた。条件の最適化にはもう少し時間が必要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
TlBiSe2 薄膜作製の条件最適化に見通しをつけてから輸送特性の測定を行い、次に S ドープにまで踏み込んで実験を行う。
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