| 研究課題/領域番号 |
15K05168
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
佐野 和博 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40201537)
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| 研究分担者 |
中村 浩次 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70281847)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 電場誘起超伝導 / 第一原理計算 / ダイヤモンド表面 |
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| 研究実績の概要 |
ダイヤモンドやシリコンなどの純粋な結晶は通常絶縁体であるが、これに電気２重層の方法により強い電界をかけ、結晶表面に電気伝導を担うキャリヤを誘起することが近年可能になっている。本研究では第一原理計算を用いてダイヤモンド結晶表面に外部から強い電場がかかった系をシミュレーションして、その電子状態を理論的に解明することを目的としている。特に結晶表面に正の電荷を持つホールがキャリヤとして誘起される場合を念頭に置き、それが低温で超伝導状態になるかどうか、さらに超伝導状態が生じるのであれば、それが起こる転移温度は何度になるのかを、理論的に予測することを目指している。
ダイヤモンドでは以前からその結晶中にホウ素などの不純物を微量注入し電気伝導を担うキャリヤを導入することは出来ており、低温で超伝導状態にすることも可能となっている。しかしながら不純物を結晶中に導入すれば、必然的にそれによる乱れの効果が避けられないことになり、超伝導転移温度上昇の妨げになるものと考えられている。しかしながら外部電場によりキャリヤを誘起してやれば原理的に乱れがない系の中にキャリヤを注入することが可能となり、超伝導転移温度の上昇も期待される。
そこで本研究では第一原理計算を用いて超伝導の転移温度を現実的なモデルを用いて計算した。その結果外部電場がある程度強いとき転移温度は数度ケルビン程度の値となり十分実験的に観測できるものが得られることがわかった。現在この結果をまとめて学術論文として発表できるよう準備を進めている段階である。
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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
第一原理計算を用いてダイヤモンド表面で生じる電場誘起超伝導の転移温度を計算することが、本研究の主要な目的であるが、現在はこの結果をまとめて学術論文として発表すべく準備を進めている段階であり研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在得られている成果をまとめてなるべく早く論文を投稿できるよう努力したい。また現在準備中の論文では触れることができなかった課題についても、第一原理計算を進めダイヤモンド表面での電場誘起超伝導の全貌を明らかにするよう研究を進めていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
第一原理計算を行うため高性能な電子計算機を購入したが、その際必要なメモリーも一括して購入しようとするとどうしても割高なものになってしまうので、メモリーは別途購入して後付けにすることにした。一部のメモリーは後付けで購入し装着が終わったが、より時間を置いてメモリーを購入した方がより割安になるため、残りのメモリーは次年度購入に回すことにした。そのため次年度使用額が生じることになった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
当初よりメモリー価格がかなり下がってきたので、必要なメモリーが予算内で買える目途が立ってきた。そこで、計画どうりメモリーを購入する予定である。
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