| 研究課題/領域番号 |
20H02681
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
飯田 和昌 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90749384)
|
|---|
| 研究分担者 |
畑野 敬史 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00590069)
生田 博志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30231129)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | 鉄系超伝導薄膜 |
|---|
| 研究実績の概要 |
昨年度までにトポタクティック反応による母相NdFeAsO薄膜のOサイトへのH部分置換の最適化により安定してNdFeAs(O,H)薄膜が作製できるようになった。そこで，本年度は[001]が[100]方向に傾斜したMgOオフ基板の上に水素含有量が異なるNdFeAs(O,H)薄膜の作製を行い，これら薄膜を用いて電気輸送特性を評価した。その結果，以下の知見を得た。i) 抵抗率の温度依存性はab面内方向とc軸方向共に金属的な振る舞いを示した。ii) 常伝導状態におけるab面内方向の抵抗率は，キャリア量の増大と共に低下した。しかし，4x10^21 /cm^3を境に突如，増加した。この変化は，量子臨界点の存在と関係しいる可能性を指摘した。一方，c軸方向の抵抗率は単調に減少した。iii) 常伝導状態の抵抗率の異方性は，キャリア量の増大と共に減少し，最もキャリア濃度が大きい5x10^21 /cm^3で8程度まで減少した。iv) 4.2 x10^21 /cm^3のキャリを有する薄膜を用いて超伝導状態の異方性を調べたところ，常伝導状態における抵抗率の異方向性の平方根にほぼ等しいことがわかった。
次に [001]-tilt MgOバイクリスタル基板上に成膜されたNdFeAsO薄膜へのHドープの最適化を行なった．その結果，薄膜試料の大きさを5 mm x 5 mmにすることで，不純物のないNdFeAs(O,H) バイクリスタル薄膜の作製に成功した。しかし，輸送特性評価用に薄膜の上に細線をレーザーで加工する際，薄膜内部にダメージが加わり，超伝導特性が劣化した。そこで，研究室で多く保管しているフッ素ドープされたNdFeAsO薄膜を用いて，細線加工の条件最適化を行った。その結果，超伝導特性を劣化させずに加工する条件を見出した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
上述のようにNdFeAs(O,H)バイクリスタル薄膜の作製は可能となったが，臨界電流測定用の細線加工は最適化の余地が残されている。細線加工技術は，本研究の目的の中心である粒界特性評価に必要不可欠なので，早急に加工条件の最適が必要である。一方，ドーピング種は異なるものの，フッ素ドープNdFeAsO薄膜に超伝導特性を劣化させずに細線加工が実現できたので，NdFeAs(O,H)の細線加工条件の最適化は比較的，早く実現できると期待できる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
NdFeAs(O,H)バイクリスタル薄膜の評価に向け，まずは細線加工条件の最適化を行う。次に，粒界傾角が異なるNdFeAs(O,H)バイクリスタル薄膜の作製・細線加工を行い，粒界特性を調べていく。
|
