パルスレーザー堆積法によるZrCuSiAs型化合物エピタキシャル薄膜の超伝導発現

• 研究課題/領域番号: 26630305
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 平松 秀典 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (80598136)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 鉄系超伝導体 / パルスレーザー堆積法 / エピタキシャル成長

研究成果の概要

本研究課題では、まず、主成分であるKの高い蒸気圧に起因して合成が非常に困難なKFe2As2薄膜成長に有効なex-situ法の開発を通じて、in-situパルスレーザー堆積法によるZrCuSiAs型化合物合成のヒントを得ることを試みた。そして、新しいex-situ手法を開発することでエピタキシャル薄膜の作製に成功した。
この知見から、ZrCuSiAs型化合物であるSmFeAsOのin-situでの薄膜成長条件を探索し、パルスレーザー堆積法におけるin-situ成長条件を詳細に最適化することによって高蒸気圧F成分のドープに成功し、目標であった超伝導転移を示すSmFeAsO薄膜を得ることができた。

研究成果

• [国際共同研究] University of Tubingen(Germany)
• [雑誌論文] Growth of c-axis-oriented superconducting KFe2As2 thin films (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Hiramatsu; S. Matsuda; H. Sato; T. Kamiya and H. Hosono
  • 雑誌名: ACS Advanced materials & interfaces 巻: 6 号: 16 ページ: 14293-14301
  • DOI: 10.1021/am5036016
  • 査読あり
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of layered pnictides and chalcogenides films (2015)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Hiramatsu and Hideo Hosono
  • 学会等名: Collaborative Conference on Crystal Growth 2015 (3CG 2015): Epitaxial Thin Films and Nanostructures
  • 発表場所: Eaton Hotel, Kowloon, Hong Kong
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演