| 研究課題/領域番号 |
15360332
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
木村 薫 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30169924)
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| 研究分担者 |
曽我 公平 東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (50272399)
川口 建二 産業技術総合研究所, 界面ナノアーキテクトニクス研究センター, 主任研究員 (80344141)
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| キーワード | 超伝導材料 / ボロン系半導体 / 正20面体クラスター / 高対称性 / ドーピング / 可変領域ホッピング伝導 / パウリ常磁性 / 複雑構造固体 |
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| 研究概要 |
B_<12>正20面体クラスターを基本構造とするボロン正20面体クラスター固体(B-ICS)は、クラスターの高い正20面体対称性に起因する大きな状態密度、N(E)、をはじめ、フォノン振動数や電子-格子結合定数の上でも高温超伝導に有利な条件を兼ね備えている。また、比較的多くの金属をドープできることから、金属ドープで電子を供与することにより伝導帯側のN(E)の高い状態にフェルミ準位、E_F、を操作できれば、金属転移や超伝導発現の可能性がある。本年度は、下記の成果を得た。
A)α菱面体晶ボロンへのMgおよびLiドープの試みと超伝導転移の探索
昨年度報告した、アモルファス・ボロンに蒸気拡散法でMgドープを行った後、熱処理して結晶化させて作製したMgドープαボロンには、EDS分析の結果ではMgが検出できなかった。熱処理時にドープしたMgが離脱し、石英管と反応したためであり、石英管を用いない実験方法を構築する必要があるということが分かった。
Liドープでは、Mgドープの結果を踏まえて、石英管の替わりにステンレス管を用いて試料の封入を行った。アモルファス・ボロンにLiドープを行うことで、新たな結晶相が得られたが、Liは軽元素であるため、X線回折パターンから結晶構造を決定することが困難であり、同定には至っていない。また、この試料においても超伝導は確認できなかった。
B)α正方晶ボロン・ナノベルトへのMgドープの試み
ドープ前後の伝導機構を評価するため、FET特性を測定した。ドープ前は、キャリア濃度と移動度の両者が熱活性型であり、ホッピング伝導であることが明確になった。
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