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2022 年度 研究成果報告書

エピタキシャル薄膜が実現する二次元NbO2超伝導面の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20K15169
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

相馬 拓人  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (50868271)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード超伝導 / 強相関電子系 / 二次元物質 / 電気化学 / リチウムイオン電池 / エピタキシャル薄膜 / 量子臨界現象 / フラストレーション
研究成果の概要

本研究は,Li1-xNbO2という超伝導体が持つ二次元NbO2超伝導層が新たな特性や物理を提供してくれるのかを解明する研究である。
エピタキシャル薄膜を駆使した物性測定と薄膜電気化学反応を行うことにより,「本物質では理想的な強相関NbO2超伝導層が成り立っている」ことが証明され,「NbO2超伝導層が示す電子相の全貌を解明する」ことに成功した。
その結果,本物質の二次元NbO2超伝導層は,銅酸化物と類似した強相関シングルバンド構造を有し,層内のフラストレート磁性とそのゆらぎがCooper対形成に関わる新しい"強相関超伝導"の舞台となりうることが明らかになった。

自由記述の分野

固体化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

銅酸化物高温超伝導体(1987年ノーベル物理学賞)の発見は基礎・応用両面から大きな発展をもたらし,同様な二次元超伝導層を持つ物質の研究が精力的に行われた。それらは様々な新しい研究領域を開拓し,物性研究の相当な部分を占めるまでとなった。
本研究成果は,Li1-xNbO2が持つ二次元NbO2層がそれらと類似した"強相関超伝導"を発現することを明らかにし,新しい強相関物性の発現やそのメカニズムを解明する新たな舞台となりうることを提示した。

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公開日: 2024-01-30  

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