| 研究概要 |
1.新たに開発した全閉管型Bjフラックス法で黒リン針状結晶の作成を行った. この方法では, 同一閉管内が高純度赤リンを黄リンに変換し, 引き続き黒リンを育成する. そのため, 毒性が強く反応性の高い黄リンから安全に黒リン結晶を得ることができ, またBj以外の化学的不純物からフリーな結晶が期待できる. X線回折の結果, 良好な黒リン単結晶であることが確認された. また, 電子顕微鏡観察により, 結晶面の同定など新たな結晶学的な知見を得た.
2.キャラクタリゼーションの明確になされた黒リンの単結晶試料について, 電気伝導度(σ)の温度依存性,磁気抵抗効果(Δσ)およびホール効果の測定を行った. その結果,低温でσの温度変化がlogTに比例すること,ΔσがlogHに比例することが観測され,2次元アンダーソン局在的性質が黒リン針状結晶に特有な性質であることがわかった. また, この性質を示す試料は2種類のアクセプター準位を持つこと,ホール係数が10K以下の低温で符号が反転する異状を示すこと, 負の磁気抵抗効果が10kG以上の高磁場で正の磁気抵抗効果に変化することを見出した.
3.黒リンのバンド構造をより正確に決定する必要性から, ノルム保存擬ポテンシャルを用いてバンドの再計算を行った. その結果は従来のバンド計算の結果よりも良く黒リンの光学的性質等に関する実験結果を説明できることが示された. また, 黒リンの電子一格子振動相互作用の理論を構築し, その相互作用定数を新しいバンド計算の結果を用いて決定した.
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