研究課題
カーボンナノチューブ(CNT)における高温超伝導を探索した。アルミナ膜ナノ細孔に気相成長した多層CNTアレイにおいて電気抵抗の観点から報告してきた超伝導を磁化(マイスナー効果)の観点から同定・発展させるために、CNT成長のための強磁性触媒の量などの構造パラメータ・プロセスを最適化した。その結果、ナノ細孔底に成長する強磁性触媒の量を減らし、CNT成長直前に触媒表面を還元することで、残留触媒量を劇的に減らしつつ、質の高いCNTを大量に生成することに成功し、約20Kの転移温度を持つマイスナー効果の発見に成功した。さらに、このマイスナー効果が1本の多層CNT中で発生するのでは無く、アレイ構造の集合体において発生していることを解明し、この原因がマイスナー反磁性出現のための磁場遮蔽渦電流の経路が直径7nm程度の多層CNT1本では存在し得ないためであることを明らかにした。この結果は集合体構造がCNTにおける超伝導発現にとって必要不可欠であることを立証したものであり、今後CNT超伝導の物性を解明し、30K以上の高転移温度を実現するために極めて重要なものである。また、キャリアドープの観点から単層CNTへのホウ素ドープの実験に取り組み、触媒粉末中にあらかじめホウ素粉末を含有させ、CNTを成長することで、単層CNT中にホウ素が取り込まれる可能性を、核磁気共鳴や共鳴ラマン散乱による測定で同定した。
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