2022 年度研究成果報告書

水素修飾で実現する高転移温度を持つ原子層超伝導体

研究課題

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研究課題/領域番号	18K18732
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分13:物性物理学およびその関連分野
研究機関	東京大学
研究代表者	秋山了太東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40633962)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード	超伝導 / 原子層物質 / 層状物質 / ファンデルワールス物質 / 水素
研究成果の概要	本研究課題は薄膜や表面・界面で生じるFeSeなどの２次元超伝導に関して、水素修飾を行うことで転移温度を上昇させようという試みである。FeSe薄膜の作製と評価は完遂し、超伝導測定も行ったが、常伝導抵抗値が先行研究と比べても極めて低い試料しか作製できず、超伝導の明確な転移が見えなかった。その原因調査に時間がかかり、作製した超伝導体に対して水素修飾を行い系統的なデータの測定をする所までは至らなかったが、今後引き続き常伝導抵抗の高い試料の作製条件を探求し、低いものと何が違うのかを解明し、更に電気抵抗の温度依存性から超伝導転移温度を求めて、それが水素修飾によってどのように変化するのかを早急に確認したい。
自由記述の分野	低次元ナノ量子物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	FeSe薄膜の超伝導については未解明な点が多く、超伝導転移温度もばらついており、何がその要因となっているのか不明な点も多い。また作製法によって性質が大きく変わることが今回の研究結果から判明した。我々の試料は構造評価上はFeSeの単結晶で先行研究と同一にも関わらず、常伝導抵抗が先行研究に比べて顕著に低い。これをもたらす要因がボースメタルのような以上金属状態と結びつけて議論可能なのかなど、多くの疑問を投げかける結果となった。今後、より原子・電子構造も詳細に調べ、電気伝導の性質と絡めて解明していくことが必要で、その切り口を見つけたことが本研究の意義と言えるだろう。