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2007 年度 実績報告書

走査トンネル顕微鏡を用いたボロンドープダイヤモンドの超伝導電子状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19540357
研究機関東北大学

研究代表者

西嵜 照和  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90261510)

キーワードボロンドープダイヤモンド / 超伝導 / 走査トンネル顕微鏡 / トンネル分光 / ナノ電子状態
研究概要

平成19年度は,試料の評価,設備備品を用いた装置の改良を行うとともに,現有設備を利用してボロンドープ超伝導ダイヤモンド薄膜のトンネル顕微/分光(STM/STS)測定を行った.
1.トンネル顕微/分光装置の改良:
STM/STS実験において,試料の清浄表面を準備することは実験準備の中で最も重要な点の1つである.低温へき開法を使用することができないボロンドープダイヤモンド薄膜において,シリコンのSTM実験などで実績のある真空熱処理法を用いて薄膜表面の清浄化を試みた.そのために超高真空加熱装置をSTMに組み込み,熱処理後真空を破らずにSTMヘッドに搬送し低温STM/STS測定が行えるように装置を改良した.
2.STM/STSによる電子状態の測定:
上記の項目と並行してSTM/STSによる電子状態の測定を行った.STM/STS測定は^3He冷凍機を用いた低温,超高真空STM装置を用い,最低温度T=0.45Kから臨界温度T_cの間の広い温度範囲で測定を行った.はじめに,T_c〜5K程度の(111)配向エピタキシャル薄膜を用いて実験を行い,STM測定からボロンドープ超伝導ダイヤモンド薄膜の表面構造と薄膜成長形態を調べた.その結果,世界で初めてボロンドープ超伝導ダイヤモンドの原子配列の観測に成功し,原子位置を指定したSTS測定が可能になった.更に,超伝導スペクトルの測定を行った結果,超伝導エネルギーギャップ△とその空間変化が明らかになった.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy on Superconducting Diamond Films2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nishizaki
    • 雑誌名

      New Diamond and Frontier Carbon Technology 17

      ページ: 21-31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Gap and Surface Structure of Superconducting Diamond Films Probed by Scanning Tunneling Microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nishizaki
    • 雑誌名

      Physica C 460-462

      ページ: 210-211

    • 査読あり
  • [学会発表] Low-Temperature STM/STS Studies on Boron-Doped (111) Diamond Films2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nishizaki
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Spectroscopies in Novel Superconductors (SNS2007)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      20070820-24

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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