（Ｃｕ，Ｃ）系積層構造を用いた高臨界温度・レアアースレス超伝導薄膜材料の創成

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360139
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 寺田 教男 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (20322323)
• 研究分担者: 奥田 哲治 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (20347082)
• 連携研究者: 小原 幸三 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (10094129)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 超伝導材料・素子 / 表面・界面物性 / 薄膜 / 強相関エレクトロニクス / 量子エレクトロニクス / レアアース・レス

研究概要

独自に見出した低成長温度・レアアースレス等の特徴を持つ(Cu, C)-1201極薄膜の超伝導発現機構を検討し、ヘテロ界面歪効果が重要なことを確定するとともに、歪みエピタキシャル成長する類縁物質を1201層の上下に挿入し両界面の格子不整合を制御することで特性向上を達成した。この積層の人為的繰り返しは単位幅当たりの臨界電流密度向上の有望な手法として位置づけられる。また、全元素同時堆積法による薄膜においても超伝導発現に成功し、実用的作成法の端緒を開くことに成功した。以上より、人工積層構造の制御により、無毒性元素・レアアースレス高温超伝導薄膜材料の創成、形成基盤技術確立という目的を達成したと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of Electronic Structure of Oxysulfide Buffers and Band Alignmentat Buffer/Absorber Interfaces in CIGS-based Solar Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Norio Terada, Hideki Morita, Kosuke Chochi, Sho Yoshimoto, Masahiro, Mitsunaga,Shogo Ishizuka, Hajime Shibata, Akimasa Yamada, Koji Matsubaraand Shigeru Niki
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: vol.53 ページ: 05FW09
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of spinel CuCrZrS_4 under pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Ito, Naotoshi Kado, Kazuyuki Matsubayashi, Yoshiya Uwatoko, Norio Terada, Shuji Ebisu, Shoichi Nagata
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater 巻: vol.331 ページ: 98-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxation of magnetization in spinel CuCrZrS_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Ito, Tatsuya Furuta, Norio Terada, Shuji Ebisu, Shoichi Nagata
  • 雑誌名: Physica B 巻: vol.407 ページ: 1272-1274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substitution effect on the magnetic transitions of Fe_2MnSi (2012)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Hiroi, Iori Yano, Kenta Sezaki, Iduru Shigeta, Masakazu Ito, Hirotaka Manaka, and Norio Terada
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: Vol.400 ページ: 032021(1)-032021(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-glass and antiferromagnetic transitions in Ru_<2-x>Fe_<x>CrSi (2012)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Hiroi, Haku Ko, Shingo Nakashima, Iduru Shigeta, Masakazu Ito, Hirotaka Manaka, and Norio Terada
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: Vol.400 ページ: 032020(1)-032020(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] CHARACTERIZATION OF BAND ALIGNMENT AT BUFFER/ABSORBER INTERFACES AND GRAIN BOUNDARIES IN CIGS-BASED SOLAR CELLS (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Terada, A. Kirihara, T. Takahae, Y. Shiota, S. Niki, S. Ishizuka, H. Shibata, A. Yamada and K. Matsubara
  • 雑誌名: Technical Digest of 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference ページ: 3B-3I-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Properties of Ru-rich Ru_<2-x>Fe_<x>CrZ (Z= Si, Ge) (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Hiroi, Shingo Nakashima, Kohei Nakao, Tsugumi Rokkaku, Masakazu Ito, Iduru Shigeta, Hirotaka Manaka, Norio Terada
  • 雑誌名: Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 巻: Vol.24 ページ: 753-756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Geometrical Spin Frustration on Triangular Spin Tubes Formed in CsCrF_4 and alpha-KCrF_4 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Manaka, T. Etoh, Y. Honda, N. Iwashita, K. Ogata, N. Terada, T. Hisamatsu, M. Ito, Y. Narumi, A. Kondo, K Kindo, Y. Miura
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.80 ページ: 084714(1)-084714(11)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Domains in multiband superconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, T. Yanagisawa, A. Crisan, P. M. Shirage, A. Iyo, K. Tokiwa, T. Nishio, A. Sundaresan, N. Terada
  • 雑誌名: Physica C 巻: vol.471 ページ: 747-750
  • 査読あり
• [学会発表] MBE-CdS/CZTSSe 界面のin-situ PES/IPES 評価; VI 族混晶比依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 帖地 宏典, 森田 英揮, 吉本 翔, 福山 貴之, 反保 衆志, 柴田 肇, 松原 浩司, 仁木 栄, 酒井 紀行, 加藤 拓也, 杉本 広紀, 寺田 教男
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] (Cu,C)系超伝導層を基幹とする積層構造における界面歪効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 酒瀬川健人, 古賀慎一, 団 一星, 小原幸三, 真中浩貴, 田中康資, 伊豫 彰, Sundaresan Athinarayanan, 常盤和靖, 寺田教男
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Characterization of Electronic Structure of Oxysulfide Buffers and Band Alignmentat Buffer/AbsorberInterfaces in CIGS-based Solar Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Norio Terada, Hideki Morita, Kosuke Chochi, Sho Yoshimoto, Masahiro, Mitsunaga,Shogo Ishizuka, Hajime Shibata, Akimasa Yamada, Koji Matsubara and Shigeru Niki
  • 学会等名: 2013 JSPS-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Study of Effect of Chemical Treatments on Electronic Structure of CZTSSe Surface and CdS/CZTSSe, Interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Norio Terada, Hideki Morita, Hironori Chochi, Sho Yoshimoto, Tatsuo Fukano, Shin Tajima, Kazuo Higuchi, Hitoshi Tampo, Hajime Shibata, Koji Matsubara, Shigeru Niki
  • 学会等名: 2013 Spring Meeting Materials Research Society
  • 発表場所: San Francisco USA
  • 年月日: 20130401-05
• [学会発表] Zn(S,O,OH) バッファの電子構造とCIGS 電池特性の関連性の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田英揮, 帖地宏典, 吉本翔, 桐原彬嘉, 寺田教男, 柴田肇, 仁木栄
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] CZTS 系材料の物性・界面評価(正・逆光電子分光法によるCZTS, CZTSe 光吸収層の電子構造評価) (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺田教男, 森田英揮, 帖地宏典, 吉本翔, 桐原彬嘉, 仁木栄, 反保衆志, 柴田肇, 松原浩司, 白間英樹, 杉本広紀, 加藤拓也
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] (Cu, C)-1201 超伝導薄膜の形成(II) : 界面歪み効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古賀慎一, 鈴木一真, 酒瀬川健人, 小原幸三, 真中浩貴, 田中康資, 菊池直人, Sandaresan Anaharayan, 寺田教男
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] Study of Electric-Potential Profile in Microcrystalline Si Solar Cells by Cross-Sectional of by Kelvin Probe Force Microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Shiota, Tomoyuki Takada, Yoshiaki Takeuchi, Shinya Nakano, Akira Koga, Kozo Obara, Tetsuji Okuda and Norio Terada
  • 学会等名: 2012 Spring Meeting European Materials Research Society
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20120514-18
• [学会発表] Characterization of electronic structure Indium oxysulfide and interface between CBD-In(S, O) layer and CIGS (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi Kirihara, Takayoshi Shiota, Masanobu Izaki, Shogo Ishizuka, Koji Matsubara, Shigeru Niki and Norio Terada
  • 学会等名: 2012 Spring Meeting European Materials Research Society
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20120514-18
• [学会発表] CBD-Zn(S,O,OH) バッファ層の電子構造の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高八重 太貴, 野村 和也, 桐原 彬喜, 中田 時夫, 伊崎 昌伸, 仁木 栄, 寺田 教男
  • 学会等名: 平成23年度応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20111126-27
• [学会発表] バッファ層挿入による(Cu, C)系高温超伝導膜の平坦化・極薄層化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田原麻利央, 山元徹朗, 野瀬亮平, 河上奨, 鈴木一真, 常盤和靖, 伊豫彰, 田中康資, 寺田教男
  • 学会等名: 平成23年度応用物理学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20111126-27