多様な三層型Bi系高温超伝導体を得るための改良型（温度勾配付与）TSFZ法の研究

• 研究課題/領域番号: 25400349
• 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Ⅱ
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 渡辺 孝夫 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (40431431)
• 研究分担者: 伊藤 利充 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80356485) ; 藤井 武則 東京大学, 学内共同利用施設等, 助教 (80361666)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 銅酸化物高温超伝導体 / 多層型高温超伝導体 / 単結晶育成 / 温度勾配 / 超伝導転移温度 / 溶媒移動浮遊帯域法 / レーザー / 不足ドープ / プロテクト・アニール法 / 熱処理 / 酸化物高温超伝導体

研究成果の概要

銅酸化物高温超伝導材料を広範囲な実用につなげていくために、その超伝導転移温度Tcを高めることが望まれている。Tcは、結晶構造に含まれるCuO2面の枚数を増加させるにつれ増加傾向を示し、3枚の時最大になることが経験的に知られている。その理由を解明し、更なる高Tc物質開発の指針を得るために、本研究では、世界で最高の大きさ、品質を備えたCuO2面を3枚有するBi系超伝導体の単結晶の育成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Single-crystal growth of underdoped Bi-2223 (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Adachi, T. Usui, K. Takahashi, K. Kosugi, T. Watanabe, T. Nishizaki, T. Adachi, S. Kimura, K. Sato, K. M. Suzuki, M. Fujita, K. Yamada, and T. Fujii
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 65 ページ: 53-56
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.05.116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A contribution of the density-of-states term to the paraconducitity in a d-wave superconductor (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Mori, Y. Tanaka, M. Kasahara, T. Usui, S. Adachi, and T. Watanabe
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 65 ページ: 13-16
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.05.096
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Density-of-states fluctuation-induced negative out-of-plane magnetoresistance in overdoped Bi-2212 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, S. Adachi, T. Watanabe, T. Nishizaki
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 65 ページ: 49-52
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.05.113
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unscalling Superconducting Parameters with Tc for Bi-2212 and Bi-2223: A Magnetotransport Study in the Superconductive Fluctuation Regime (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Adachi, T. Usui, Y. Ito, H. Kudo, H. Kushibiki, K. Murata, T. Watanabe, K. Kudo, T. Nishizaki, N. Kobayashi, S. Kimura, M. Fujita, K. Yamada, T. Noji, Y. Koike, T. Fujii,
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 84 号: 2 ページ: 0247061-0247066
  • DOI: 10.7566/jpsj.84.024706
  • NAID: 210000133435
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Systematic Enhancements of Switching Rate in Intrinsic Josephson Junctions (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Nomura, T. Mizuno, H. Kambara, Y. Nakagawa, T. Watanabe, I. Kakeya, and M. Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 507 号: 1 ページ: 012038-012038
  • DOI: 10.1088/1742-6596/507/1/012038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping Dependencies of Onset Temperatures for the Pseudogap and Superconductive Fluctuation in Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+\delta}$, Studied from both In-Plane and Out-of-Plane Magnetoresistance Measurements (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Usui, Daiki Fujiwara, Shintaro Adachi, Hironobu Kudo, Kosuke Murata, Haruki Kushibiki, Takao Watanabe, Kazutaka Kudo, Terukazu Nishizaki, Norio Kobayashi, Shojiro Kimura, Kazuyoshi Yamada, Tomoyuki Naito, Takashi Noji, and Yoji Koike
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: -
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄系超伝導体Fe1+yTe1-xSexの面間抵抗率の異常について (2016)
  • 著者名/発表者名: 萩澤翔太郎, 大塚匠, 足立伸太郎, 臼井友洋, 渡辺孝夫, 吉澤正人, 中西良樹、木村尚次郎
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Bi-2223のアンダードープ領域における負性抵抗の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小杉健太, 足立伸太郎, 臼井友洋, 高橋航平, 木村尚次郎, 渡辺孝夫
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Fe 置換したオーバードープ Bi-2212 単結晶の面内・面間抵抗率測定 II (2016)
  • 著者名/発表者名: 臼井友洋, Dobroka Mihaly, 寺本祐基, 足立伸太郎, 中西良樹, 吉澤正人, 木村尚次郎, 掛谷一弘, 近藤晃弘, 金道浩一, 渡辺孝夫
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 銅酸化物超伝導体におけるネマチィック感受率測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石田浩祐、細井優、松浦康平、水上雄太、 臼井友洋, 渡辺孝夫, 芝内孝禎
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Bi-2223固有ジョセフソン接合を使ったテラヘルツ発振の検証 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻本学、斉藤寛、土居卓司、温一凡、Asem Elarabi、掛谷一弘、足立伸太郎, 渡辺孝夫
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Cu-NMRによる超低ドープ三層型銅酸化物Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δの低温での磁気異常 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂本拓矢、 椋田秀和、八島光晴、北岡良雄、足立伸太郎, 渡辺孝夫
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Terahertz emission from a stack of intrinsic Josephson junctions in Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Tsujimoto, I. Kakeya, S. Adachi, T. Watanabe, T. Kashiwagi, H. Minami, and K. Kadowaki
  • 学会等名: APS March Meeting 2016
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2016-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] Large and high-quality single-crystal growth of cuprate superconductor Bi-2223 using the traveling-solvent floating-zone (TSFZ) method (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Adachi, T. Usui, K. Kosugi, N. Sasaki, K. Sato, M. Fujita, K. Yamada, T. Fujii, and T. Watanabe
  • 学会等名: APS March Meeting 2016
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2016-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] Superconductive density-of-states (DOS) depletion effect manifested in interlayer magnetotransport of overdoped Bi-2212 (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Usui, S. Adachi, Y. Teramoto, I. Kakeya, A. Kondo, K. Kindo, S. Kimura, and T. Watanabe
  • 学会等名: APS March Meeting 2016
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2016-03-14
  • 国際学会
• [学会発表] アンダードープBi-2223単結晶における負の面内抵抗の観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小杉健太, 足立伸太郎, 臼井友洋, 高橋航平, 木村尚次郎, 渡辺孝夫
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部 第70回学術講演会
  • 発表場所: ホテルアップルランド（青森県 平川市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] キャリア輸送特性から観たFe置換Bi-2212のTc抑制機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺本祐基，臼井友洋，足立伸太郎，Mihaly M. Dobroka，木村尚次郎， 中西良樹，吉澤正人，渡辺孝夫
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部 第70回学術講演会
  • 発表場所: ホテルアップルランド（青森県 平川市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] TeアニールしたFe1+yTe1-xSexの面内抵抗率のSe濃度依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大塚匠、萩澤翔太郎、小鹿優太、足立伸太郎、 臼井友洋、中西良樹、吉澤正人、木村尚次郎、渡辺孝夫
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部 第70回学術講演会
  • 発表場所: ホテルアップルランド（青森県 平川市）
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] Fe 置換 Bi-2212 単結晶におけるキャリア輸送特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺本祐基, 臼井友洋, 足立伸太郎, ドブローカ ミハイ, 渡辺孝夫
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Recent progress on single crystal growth and the study using magnetotransport measurements for trilayer Bi-2223 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Watanabe, S. Adachi, T. Usui, K. Kudo, T. Nishizaki, N. Kobayashi, S.Kimura, M. Fujita, K. Yamada, and T. Fujii
  • 学会等名: Superstripes 2015
  • 発表場所: Ischia, Italy
  • 年月日: 2015-06-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] アンダードープBi-2223単結晶の育成及び輸送特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋航平，足立伸太郎，臼井友洋，小杉健太，渡辺孝夫，足立匡，木村尚次郎，佐藤研太朗，鈴木謙介，藤田全基，山田和芳，藤井武則
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Bi-2212とBi-2223における磁場中抵抗率転移から求めた超伝導パラメータとTcの関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 足立伸太郎, 臼井友洋, 渡辺孝夫, 西嵜照和, 木村尚次郎, 藤田全基, 野地尚, 小池洋二, 山田和芳, 藤井武則
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 鉄系超伝導体Fe1+yTe1-xSexの電子相図 (2014)
  • 著者名/発表者名: 萩澤翔太朗、足立伸太郎, 臼井友洋, 高橋優一朗、高橋航平、渡辺孝夫, シャラムジャン・スマイ、吉澤正人
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Fe置換したオーバードープBi-2212のパルス磁場下抵抗測定Ⅱ (2014)
  • 著者名/発表者名: 臼井友洋, 足立伸太郎, 渡辺孝夫, 掛谷一弘, 近藤晃弘, 金道浩一
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 多層型高温超伝導体Bi-2223における磁場中輸送特性
  • 著者名/発表者名: 足立伸太郎, 臼井友洋, 渡辺孝夫, 山田和芳, 西嵜照和, 木村尚次郎, 藤田全基, 野地尚, 小池洋二, 藤井武則
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] Fe置換したオーバードープBi-2212単結晶の面内・面間抵抗率測定
  • 著者名/発表者名: 臼井友洋, 野並拓矢, 足立伸太郎, Dobroka Mihaly, 渡辺孝夫, 木村尚次郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] オーバードープBi-2212の磁場中抵抗率に関する再考察
  • 著者名/発表者名: 渡辺孝夫, 臼井友洋, 足立伸太郎,木村尚次郎, 西嵜照和, 工藤一貴, 内藤智之, 山田和芳, 野地尚, 小池洋二
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Fe置換したオーバードープBi-2212のパルス磁場下抵抗測定
  • 著者名/発表者名: 臼井友洋, 足立伸太郎, 渡辺孝夫, 掛谷一弘, 近藤晃弘, 金道浩一, 木村尚次郎
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [備考]
  • URL: http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~twatana/index.html
• [備考] 渡辺研究室ホームページ
  • URL: http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/~twatana/index.html