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2015 年度 実施状況報告書

新規層状BiS2超伝導体の単結晶を用いた輸送特性と電子状態の評価

研究課題

研究課題/領域番号 15K17710
研究機関東京理科大学

研究代表者

出村 郷志  東京理科大学, 理学部, 助教 (90734939)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードBiS2系超伝導 / 単結晶育成 / STM
研究実績の概要

本研究では、最近発見された新規層状BiS2系超伝導体の単結晶育成、基礎物性評価、STM測定による電子状態の観察を一貫して行うことにより、本系の物性を電子状態の観点から明らかにすることを目的とし、研究を行っている。本年度は、単結晶育成及び基礎物性評価を中心に行い、それらの研究と並行してSTMの測定の予備実験を行った。単結晶育成では、ブロック層のランタノイドイオンの異なるLn(O,F)BiS2(Ln=La, Ce, Pr, Nd)や、Biの一部をPbやSbで一部置換したLn(O,F)(Bi,A)S2(Ln=La, Nd A=Pb, Sb)、SをSeで全置換したLa(O,F)BiSe2の育成に成功している。これら試料の基礎物性測定から、Ln(O,F)BiS2は過去の報告と同様にフッ素置換により超伝導を示すことを確認した。また、Pb置換では超伝導転移温度が上昇し、一方でSb置換では超伝導を抑制することを新たに見出した。STMの予備実験ではCe(O,F)BiS2の測定を行い、F置換量の違いでその表面構造が劇的に変化することをすでに報告している。また、SをSeで全置換したLa(O,F)BiSe2のSTM測定も行っており、Nd(O,F)BiS2で見られていた特異な電子状態に類する表面電子状態の観測に成功している。これらの研究結果は、海外での招待講演やReview論文の出版により公表しており、着実に成果を得られている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

予定通り単結晶育成や基礎物性測定に行い、様々な単結晶試料が得られていると共に、その評価も行うことが出来ている。更に、次年度行う予定であった単結晶に対してもSTM測定が行えているため、当初の予定以上に研究が進展している。

今後の研究の推進方策

次年度は予定通り、本年度に作製した単結晶試料のSTM測定に引き続き従事し、Nd(O,F)BiS2で見られた特異な秩序や電荷秩序相などの直接観察を試みる。また、トンネルスペクトル測定を行い、ランタノイドイオンの違いやカルコゲンの違い、また不純物置換による電子状態の変化を電子状態の観点から明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

当該年度において、セラミック管状炉を購入する予定であったが、申請者が所属する研究室の管状炉を使用させて頂いたことや、管状炉でなくボックス型の電気炉で合成が十分に行えたため購入を見送った。また、国際学会発表を行ったが、その際大学側からの支援を受けたため、国際学会の旅費に関しても本予算から支出しなかった。

次年度使用額の使用計画

更に研究を円滑に進めるため、前年度見送った管状電気炉を購入する予定である。また、本年度参加予定の国際学会の他に一件招待講演の依頼が入っており、申請時の海外出張の予定回数より多くなるため、その旅費に使用する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Evolution of superconductivity and magnetism in BiS2-based layered compounds2016

    • 著者名/発表者名
      S. Demura
    • 雑誌名

      Novel Superconding Materials

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Change of the surface structure by F doping in BiS2-based superconductor CeO1-xFxBiS22016

    • 著者名/発表者名
      S. Demura, Y. Fujisawa, T. Machida, M. Nagao, Y. Takano, and H. Sakata
    • 雑誌名

      Phys. Proc.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Tc in BiS2-based superconductors NdO0.7F0.3BiS2 by substitution of Pb for Bi2015

    • 著者名/発表者名
      S. Demura, Y. Fujisawa, S. Otsuki, R. Ishio, Y. Takano, and H. Sakata
    • 雑誌名

      Solid State Commun.

      巻: 223 ページ: 40-44

    • DOI

      doi:10.1016/j.ssc.2015.09.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] LaO1-xFxBiCh2(Ch=S, Se)の走査トンネル顕微鏡/分光測定2016

    • 著者名/発表者名
      出村郷志, 藤澤唯太, 石田直樹, 冨安悠人, 坂井優斗, 小野寺崇文, 坂田英明
    • 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(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Ln(O,F)BiS2 (Ln=Nd, La)のSb置換による化学圧力効果2016

    • 著者名/発表者名
      大槻恵史, 出村郷志, 坂井優斗, 藤澤唯太, 坂田英明
    • 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(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Surface Structure of Bis2-Based Superconductor CeO1-xFxBiS2 Observed by Scanning Tunneling Microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      S. Demura, Y. Fujisawa, T. Machida, M. Nagao, H. Sakata
    • 学会等名
      International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      船堀タワーホール(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Sb-Substitution Effect on LaO0.7F0.3BiS2 Superconductor2015

    • 著者名/発表者名
      S. Otsuki, Y. Sakai, T. Onodera, S. Demura, Y. Fujisawa, H. Sakata
    • 学会等名
      International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      船堀タワーホール(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Sb置換によるNdO0.7 F0.3 BiS2超伝導体の化学圧力効果2015

    • 著者名/発表者名
      大槻恵史, 出村郷志, 坂田英明
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [学会発表] Surface structure of BiS2-based superconductor CeO1-xFxBiS2 observed by scanning tunneling microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      S. Demura, Y. Fujisawa, T. Machida, M. Nagao, H. Sakata
    • 学会等名
      Materials and Mechanism on Superconductivity
    • 発表場所
      Geneva(Switzerland)
    • 年月日
      2015-08-23 – 2015-08-28
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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