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2009 年度 実績報告書

ダイヤモンド超伝導体とその関連物質の電子状態:バンド半導体-金属転移と超伝導

研究課題

研究課題/領域番号 20340091
研究機関岡山大学

研究代表者

横谷 尚睦  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (90311646)

キーワードダイヤモンド超伝導 / 電子状態 / 光電子分光 / 半導体-金属転移
研究概要

本研究課題では、ダイヤモンド超伝導体と関連物質に対して幾つかの光電子分光を組み合わせドーピングによる電子状態変化等を研究することにより、まだ十分に理解されていないバンド半導体の半導体-金属転移及び超伝導機構の解明を目指す。本年度は、高濃度ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体関連物質について光電子分光によりその電子状態を明らかにした。高濃度ホウ素ドープSiについては、角度分解光電子分光により価電子帯のホウ素濃度依存性を測定し、バルクで超伝導は示さないながら金属特性を示す試料に関して価電子バンド分散頂上がフェルミ準位よりも低エネルギーにとどまることを見いだした。この実験結果は、高濃度ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体において、半導体試料の実験結果と良く似ていることがわかった。高濃度リンドープダイヤモンドに関しては、内殻準位スペクトル測定からリンについて複数の化学サイトの存在を見いだした。リンドープダイヤモンドでは高濃度ドープ試料においても金属化が実現していない。実験結果はその原因を理解する上で重要な実験結果となりうる。グラファイトインターカレーション超伝導体で最高の超伝導転移温度(Tc)を持つCaC6について共鳴光電子分光を行い、フェルミ準位近傍の電子状態にCa3d成分が多く含まれることを直接的に示し、Ca3dの存在が高いTcと密接に関連していることを突き止めた。この結果は、グラファイトインターカレーション超伝導体においてより高いTcをもつ物質探索に指針を与えるとして新聞にも取り上げられた[日経産業新聞2009年7月31日(黒鉛系の超電動物質独自の電子構造解明岡山大臨界温度上昇に期待)]。極最近超伝導性が報告された芳香族多環縮合炭化水素ピセンの半導体-金属転移に伴う電子状態を調べる為に、光電子分光および発光・吸収分光測定を行い、純粋ピセンの電子状態とKドープによる電子状態変化の観測に成功した。光電子分光研究と並行して、高濃度ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体高品質薄膜の作製を目的として、ホットフィラメント化学気相体積法によるダイヤモンド薄膜作製塗行った。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spectroscopic evidence of the existence of substantial Ca 3d derived states at the Fermi level in the Ca-intercalated graphite superconductor CaC62009

    • 著者名/発表者名
      H.Okazaki, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 80

      ページ: 035420-1 035420-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The electronic structure of Ca-intercalated superconducting graphite CaC62009

    • 著者名/発表者名
      H.Okazaki, et al.
    • 雑誌名

      Physica C 469

      ページ: 1041-1044

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ishizaka et al. Reply2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ishizaka, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 102

      ページ: 199702-199702

    • 査読あり
  • [学会発表] Si(111)1x1水素終端面の角度分解共鳴光電子分光2010

    • 著者名/発表者名
      脇田高徳, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-23
  • [学会発表] 光電子分光によるポタシウムドープピセンの電子状態2010

    • 著者名/発表者名
      岡崎宏之, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] ホットフィラメントCVD法を用いた溶液原料からの高濃度ホウ素ドープダイヤモンド膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      土居智彰, 他
    • 学会等名
      2010年春季 第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] 光電子分光による芳香族多環縮合炭化水素ピセンの電子状態2009

    • 著者名/発表者名
      岡崎宏之, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
    • 年月日
      2009-09-28
  • [学会発表] グラファイトインターカレーション超伝導体CaC6の共鳴光電子分光2009

    • 著者名/発表者名
      岡崎宏之, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本県)
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] Photoemission Study of Ca-intercalated Graphite Superconductor CaC62009

    • 著者名/発表者名
      H.Okazaki, et al.
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan,
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Photoemission Spectroscopy of Doped Band Insulators and Related Superconductors2009

    • 著者名/発表者名
      T.Yokoya, et al.
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity(M2S-IX)
    • 発表場所
      Keio Plaza Hotel, Tokyo, Japan,
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] 熱フィラメントCVD法による高濃度ホウ素ドープダイヤモンド膜の作製2009

    • 著者名/発表者名
      土居智彰, 他
    • 学会等名
      応用物理学会中国四国支部、日本物理学会中国支部、四国支部2009年度支部学術講演会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(広島県)
    • 年月日
      2009-08-01
  • [備考]

    • URL

      http://film.rlss.okayama-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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