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電気化学的手法を用いたトポロジカル絶縁体・超伝導体の精密物性制御

研究課題

研究課題/領域番号 24540320
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関京都産業大学 (2015)
大阪大学 (2012-2014)

研究代表者

瀬川 耕司  京都産業大学, 理学部, 教授 (20371297)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードトポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導体 / 電気化学 / 単結晶 / 輸送特性 / トポロジカル超伝導
研究成果の概要

この課題における研究により、新超伝導体Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6 [CPSBS]を発見した。この物質は新しい超伝導体であり、トポロジカル絶縁体の関連物質である(PbSe)5(Bi2Se3)6 にCuを電気化学的にインターカレートすることにより超伝導が発現する。このCPSBSは超伝導転移温度こそ約2.8 KとCuxBi2Se3の約3.7 Kに比べて低いものの、帯磁率・比熱で測定された超伝導体積分率は100%近くのものが得られ、50-60%にとどまるCuxBi2Se3に比べて超伝導特性が良い。以後、このCPSBSもトポロジカル超伝導体の候補物質としてさかんに研究されることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 9件)

  • [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of two-dimensional bulk electronic states in superconducting topological insulator heterostructure Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6: implications for unconventional superconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, H. Kimizuka, Y. Tanaka, T. Sato, S. Souma, T. Takahashi, S. Sasaki, K. Segawa, and Y. Ando
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 92 号: 10 ページ: 100508-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.100508

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pb5Bi24Se41: A new Member of the Homologous Series Forming Topological Insulator Heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      K. Segawa, A.A. Taskin and Y. Ando
    • 雑誌名

      J. Solid Stat. Chem.

      巻: 221 ページ: 196-201

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2014.09.034

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large linear magnetoresistance in the Dirac semimetal TlBiSSe2015

    • 著者名/発表者名
      M. Novak, S. Sasaki, K. Segawa and Y. Ando
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 91 号: 4 ページ: 041203-041203

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.041203

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of 3D topological insulators: a case TlBi(S 1- x Se x ) 22015

    • 著者名/発表者名
      K. Segawa
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 16 号: 1 ページ: 014405-014405

    • DOI

      10.1088/1468-6996/16/1/014405

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Top gating of epitaxial (Bi1-xSbx)(2)Te-3 topological insulator thin films2014

    • 著者名/発表者名
      F. Yang, A.A. Taskin, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ohno, K. Matsumoto and Y. Ando
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 104 号: 16 ページ: 161614-161614

    • DOI

      10.1063/1.4873397

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superconductor derived from a topological insulator heterostructure2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sasaki, K. Segawa and Y. Ando
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 90 号: 22 ページ: 220504-220504

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.220504

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological surface transport in epitaxial SnTe thin films grown on Bi2Te32014

    • 著者名/発表者名
      A. A. Taskin, Fan Yang, Satoshi Sasaki, K. Segawa, Y. Ando
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 89 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.121302

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unusual nature of fully gapped superconductivity in In-doped SnTe2013

    • 著者名/発表者名
      M. Novak, S. Sasaki, M. Kriener, K. Segawa, Y. Ando
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.140502

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体・超伝導体実験研究のこれまでの総括と課題2016

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      第8回東北大学研究会「金属錯体の固体物性最前線-金属錯体と 固体物性物理と生物物性の連携新領域を目指して - 」
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-02-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体実験研究のこれまでの総括と課題2016

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      日本学術振興会「先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会」平成27年度第5回研究会
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県・和光市)
    • 年月日
      2016-02-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体・超伝導の実験状況と課題2015

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      第8回凝縮系理論研究会
    • 発表場所
      京都大学理論物理学研究所(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルコゲナイド系トポロジカル絶縁体の実験研究2015

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県、平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental Research on Topological Insulators2014

    • 著者名/発表者名
      K. Segawa
    • 学会等名
      International conference on topological quantum phenomena
    • 発表場所
      京都大学(京都府、京都市)
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体ベースの新超伝導体Cux(PbSe)5(Bi2Se3)3mの単結晶作製2014

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司,鳥羽俊伸,佐々木聡,安藤陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県、春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Pb系ホモロガス相トポロジカル絶縁体における輸送特性(II)2014

    • 著者名/発表者名
      瀬川 耕司、Alexey A. Taskin、鳥羽 俊伸、安藤 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental studies of 3D topological insulators2013

    • 著者名/発表者名
      Kouji SEGAWA
    • 学会等名
      Quantum Materials Program Meeting
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル結晶絶縁体の実験研究2013

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      2013年度基礎研究会 固体中におけるディラック電子系物理の新展開
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体バルク単結晶における表面状態2013

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      日本磁気学会第19回研究会「ベリー位相とトポロジカル絶縁体」
    • 発表場所
      中央大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体BSTSにおけるゲーティング実験2013

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      附置研究所間アライアンス「次世代エレクトロニクス」グループG1分科会
    • 発表場所
      山形大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Pb系ホモロガス相トポロジカル絶縁体新物質の探索2013

    • 著者名/発表者名
      鳥羽 俊伸、瀬川 耕司、安藤 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental study of three-dimensional topological insulators/superconductors 【招待講演】

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      APCTP Focus Program on Quantum Condensation (QC12)
    • 発表場所
      APCTP Headquarters, Pohang, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル絶縁体バルク単結晶におけるイオン液体を用いた表面ドーピング効果

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Pb系ホモロガス相トポロジカル絶縁体における輸送特性

    • 著者名/発表者名
      瀬川耕司
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2020-05-15  

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