ダイヤモンド構造に基づく超伝導

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08F08706
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 前野 悦輝 Kyoto University, 大学院・理学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KRIENER Markus Wilhelm Bernhard 京都大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: 第1種超伝導 / ダイアモンド / シリコンカーバイド / ワイドギャップ半導体 / 比熱

Research Abstract

2004年以降、ダイアモンド構造のワイドギャップ半導体であるダイアモンドとシリコンが、多量のホウ素ドーピングによって金属化し、さらに第二種の超伝導体になることが発見された。2007年には我々がダイアモンドに関連したシリコンカーバイドSiCが同様にして超伝導になることを発見した。本研究の目的は、比熱を含む物性測定によって、SiC:Bの金属状態および超伝導状態の特性を明らかにし、さらに同様め半導体にキャリアドーピングする手法で新たな超伝導体を探索することにある。
ダイアモンド系超伝導体の比熱はきわめて小さいために測定は容易ではないが、今年度は0.1ケルビン以下の極低温まで比熱測定することに成功した。その結果、SiC:Bの超伝導は従来型の等方的なギャップを持つ状態で、なおかつ現在の試料には超伝導を示さない部分も含まれている可能性が高いことを明らかにした。またホウ素以外に、ゲルマニウムとアルミニウムでドープした場合にも超伝導が現れることを明らかにし、これらの超伝導体で明らかにした第1種から第2種超伝導への移り変わりを超伝導パラメターの吟味によっても検証した。これらの成果は論文および国際会議・国内会議で発表した。なお2009年春の日本物理学会での口頭発表はKrienerが日本語で行なった。

Research Products

• [Journal Article] Superconductivity of hexagonal heavily boron-doped silicon carbide (2009)
  • Author(s): M. Kriener, T. Muranaka, J. Kato, Z. -A. Ren, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 150 Pages: 052130-1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Specific heat and electronic states of superconducting boron-doped silicon carbide (2008)
  • Author(s): M. Kriener, Y. Maeno, T. Oguchi, Z. -A. Ren, J. Kato, T. Muranaka, J. Akimitsu
  • Journal Title: Physical Review B 78(02) Pages: 024517-1-10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superconductivity in heavily boron-doped silicon carbide (2008)
  • Author(s): M. Kriener, T. Muranaka, J. Kato, Z. -A. Ren, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Journal Title: Science and Technology of Advanced Materials 9 Pages: 044205-1-5
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Specific-heat of boron-doped superconducting silicon carbide down to dilution-refrigerator temperatures (2009)
  • Author(s): M. Kriener, Z. A. Ren, J. Kato, T. Muranaka, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Organizer: 日本物理学会 第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学、東京
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] A specific-heat study of doped superconducting silicon carbide with different dopands (2008)
  • Author(s): M. Kriener, G. Eguchi, T. Muranaka, Y. Kikuchi, Z. A. Ren, J. Kato, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Organizer: 日本物理学会 第63回年次大会
  • Place of Presentation: 岩手大学、盛岡
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] Superconductivity in heavily charge carrier doped diamond, silicon, and silicon carbide (2008)
  • Author(s): M. Kriener, Y. Maeno, Z. A. Ren, J. Kato, T. Muranaka, J. Akimitsu, T. Oguchi
  • Organizer: SFB Seminar of the II Physical Institute, University of Cologne
  • Place of Presentation: Cologne (ケルシ), Germany
  • Year and Date: 2008-08-15
• [Presentation] Type-I superconductivity in heavily charge carrier doped silicon carbide (2008)
  • Author(s): M. Kriener, G. Eguchi, T. Muranaka, Y. Kikuchi, Z. A. Ren, J. Kato, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Organizer: 25th International Conference on Low Temperature Physics
  • Place of Presentation: Amsterdam, The Netherlands
  • Year and Date: 2008-08-07
• [Presentation] Superconductivity in the wide-gap semiconductor silicon carbide (2008)
  • Author(s): M. Kriener, Z. A. Ren, J. Kato, T. Muranaka, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Organizer: International Workshop on Superconductivity in Diamond and Related Materials 2008
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] Superconductivity in boron-doped silicon carbide (2008)
  • Author(s): M. Kriener, Z. A. Ren, J. Kato, T. Muranaka, J. Akimitsu, Y. Maeno
  • Organizer: Cifar Quantum Materials Summer School
  • Place of Presentation: Hamilton, Ontario, Canada
  • Year and Date: 2008-05-06