電子輸送特性と結晶構造の低温高圧下同時測定によるビスマス系化合物の超伝導の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24740229
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 大村 彩子 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (60425569)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 高圧固体物性 / トポロジカル絶縁体 / 超伝導

研究概要

本研究ではBi系トポロジカル絶縁体について高圧下の電気抵抗測定と放射光X線回折を行い、圧力誘起超伝導を主とする高圧物性を研究した。Cu0.25Bi2(Te1-xSex)3では、Te組成がx=0.01と0.1について超伝導探索を行い、10万気圧以上でTc～5Kの超伝導を見出した。x=0.01では構造解析を行い、約10万気圧から形成される単斜晶系の高圧相が超伝導に寄与することを明らかにした。一方、常圧で高い絶縁性を示すBi2Te2Seでは8万気圧以上でTc～3Kの超伝導を見出した。このとき常伝導領域は未だ半導体的な振舞いであり、トポロジカル絶縁体が超伝導になった可能性が推測された。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure-induced superconductivity in non-stoichiometric bismuth telluride Bi_<35>Te_<65> (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Einaga, A. Ohmura, F. Ishikawa, A. Nakayama, Yuh Yamada, S. Nakano, A. Matsushita and K. Shimizu
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series, IOP Publishing 巻: 500巻19号 ページ: 192003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of New Layered Oxypnictides Sr_2CrO_2(FeAs)_2 (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Eguchi, F. Ishikawa, M. Kodama, T. Wakabayashi, A. Nakayama, A. Ohmura, and Yuh Yamada
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan, The Physical Society of Japan 巻: 82巻4号 ページ: 045002(1-2)
  • DOI: 10.7566/JPSJ.82.045002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure-induced superconductivity in Bi_<0.85>Sb_<0.15>alloy (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ohmura, A. Yamamura, M. Einaga, F. Ishikawa, A. Nakayama, Yuh Yamada, and S. Nakano
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series, IOP Publishing 巻: 400巻2号 ページ: 022088(1-4)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Powder x-ray diffraction of BaFe_2As_2 under hydrostatic pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Eguchi, M. Kodama, F. Ishikawa, A. Nakayama, A. Ohmura, Yuh Yamada, and S. Nakano
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series, IOP Publishing 巻: 400巻2号 ページ: 022017(1-4)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/2/022017
  • 査読あり
• [学会発表] Structural and superconducting properties of Bi_<1->xSb_x under high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ohmura, 他6名
  • 学会等名: The 24th International Conference of the International Association for the Advancement of High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Seattle, WA, USA(poster, 審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Pressure-induced superconductivity in non-stoichiometric bismuth telluride Bi_<35>Te_<65> (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Einaga, 他8名
  • 学会等名: The 24th International Conference of the International Association for the Advancement of High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Seattle, WA, USA(poster, 審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Transport properties of Pr_2Ba_4Cu_7O_<15-δ> under high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Matsushita, 他5名
  • 学会等名: The 24th International Conference of the International Association for the Advancement of High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Seattle, WA, USA(poster, 審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Phase transition and electrical resistivities of Pr_2Ba_4Cu_7O_8 under high pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuh Yamada, 他7名
  • 学会等名: The 24th International Conference of the International Association for the Advancement of High Pressure Science and Technology
  • 発表場所: Seattle, WA, USA(poster, 審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Pressure-induced superconductivity in n-type bismuth telluride (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Einaga, 他4名
  • 学会等名: The MAR14 Meeting of The American Physical Society
  • 発表場所: Denver, Colorado, USA(Oral, 審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] n型Bi_2Te_3の圧力誘起超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榮永茉利,他4名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] KOH-NaOH混合フラックスを用いたYBa_2(Cu,Zn)_4O_8単結晶の育成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋啓気, 他5名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 極性半導体BiTeIにおける圧力誘起構造相転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大村彩子, 他9名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 鉄オキシニクタイドSr_2CrFe_2As_2O_2の導電性に対する置換効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 若林雄, 他8名
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 21222型構造を持つ鉄オキシニクタイドの高圧下物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江口直也, 他6名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 高圧を利用したウルツ鉱型窒化ホウ素単結晶合成の試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 三谷翔平, 他7名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 圧力で生じる極性半導体BiTeBrでのトポロジカル相転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大村彩子, 他8名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 古くて新しいYBa_2Cu_4O_8の超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山敦子, 他10名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 高圧力下におけるCu_<0.25>Bi_2(Te_xSe_<1->x)_3の構造相転移 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松澤理子, 他9名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 高圧力下における層状極性半導体BiTeIの構造変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 樋口雄一郎, 他7名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 非化学量論組成Bi_2Te_3における超伝導転移温度の圧力効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榮永茉利, 他8名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Pr_2Ba_4Cu_7O_<15-δ>の圧力下の輸送特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松下明行, 他6名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 酸化物PrBa_2Cu_4O_8における圧力誘起構造相転移と電気抵抗測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林亮大, 他5名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] AlH_3の高圧力下における光吸収に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村悠輔, 他7名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 高圧水素中の六方晶窒化ホウ素の構造変化II (2013)
  • 著者名/発表者名: 田口翔太郎, 他6名
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 新潟(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] BiTeBrにおける圧力誘起トポロジカル相転移の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大村彩子, 他8名
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 二重鎖構造を持つ同形酸化物の高圧力下での構造相転移と電気伝導現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田裕, 他10名
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 銅酸化物超伝導体YBa_2Cu_4O_8の圧力誘起相転移 : 高圧相の結晶構造と超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山敦子, 他11名
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 新しい鉄オキシニクタイドSr_2CrFe_2As_2O_2の合成と高圧下物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江口直也, 他5名
  • 学会等名: 日本物理学会第58回
  • 発表場所: 広島(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 21222型構造をもつ新しい鉄系オキシニクタイドの合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川文洋, 他9名
  • 学会等名: 日本物理学会第58回
  • 発表場所: 広島(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Bi_2Te_2Seの電気抵抗測定と圧力誘起超伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榮永茉利, 他9名
  • 学会等名: 日本物理学会第58回
  • 発表場所: 広島(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 高圧力下におけるBi_2Te_2Seの結晶構造探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大村彩子, 他10名
  • 学会等名: 日本物理学会第58回
  • 発表場所: 広島(口頭、審査無)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] YBa_2Cu_4O_8の構造相転移と高圧相の構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山敦子, 他7名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(口頭、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 高圧下におけるEuMn_2As_2の電気伝導特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江口直也, 他7名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 低温高圧下におけるCu_<0.25>Bi_2(Te_xSe_<1->x)_3の電気抵抗測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松澤理子, 他9名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] YBa_2Cu_4O_8の圧力誘起構造相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田修平, 他7名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 2GPa以下での水素中の六方晶窒化ホウ素の構造変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田口翔太郎, 他7名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 全率固溶体Bi_<0.92>Sb_<0.08>における圧力誘起超伝導の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤川泰彦, 他6名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Bi_2Te_2Seの高圧下電気抵抗測定と超伝導の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榮永茉利, 他9名
  • 学会等名: 第53回高圧討論会
  • 発表場所: 大阪(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Cu_<0.25>Bi_2(Te_xSe_<1-x>)_3における超伝導転移の圧力効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大村彩子, 他9名
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 非化学量論組成Bi_<35>Te_<65>の圧力誘起超伝導と構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 榮永茉利, 他5名
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 積層構造のブロック層を有する鉄オキシニクタイドの合成と物性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江口直也, 他5名
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜(ポスター、審査無)
  • 年月日: 20120000