| 研究実績の概要 |
昨年度に引き続き、鉄系超伝導体薄膜の作製に用いる分子線エピタキシー装置の改良を行なった。特に、プロセス室を新たに増設したことで、薄膜の作製と元素蒸着を同時並行で進められるようになり、新規薄膜の作製や物性探索の効率が向上した。
改良した分子線エピタキシー装置を用いた元素置換技術を駆使して、FeSeと同じ結晶構造をもつFeS超伝導体の原子層薄膜の作製に成功した。膜厚やキャリア量を系統的に変化させたFeS薄膜の電子状態を高分解能ARPESによって決定し、界面をまたいだ電子-格子相互作用が働いていること、及び、高温超伝導が生じないことを明らかにした。FeSeとの比較を通して、界面での電子-格子相互作用と電子相関などの相互作用が協調的に電子対形成を促進することが、高温超伝導の発現に重要であることを見出した。
格子歪みを印加したFe(Se,Te)薄膜において、フェルミ面やバンド構造のSe/Te置換量依存性を明らかにした。Te置換によってフェルミ面を構成する電子軌道の変化が引き起こされ、この変化がTcの急激な上昇と密接に関係することを見出した。また、Tcの上昇と対応して超伝導ギャップサイズが増大する振る舞いを観測した。
鉄系超伝導体FeTe薄膜とトポロジカル絶縁体Bi2Te3薄膜の積層構造を作製し、界面近傍で電荷移動が生じることを明らかにした。この電荷移動によってFeTe層で超伝導が発現する可能性を見出した。またトポロジカル超伝導探索の新しい舞台となることを提案した。
分子線エピタキシー装置を活用して、遷移金属ダイカルコゲナイド原子層薄膜との比較研究にも取り組み、カルコゲン元素に依存した電子状態の変化や電荷密度波転移の起源について新しい知見を得た。
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