2017 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancing the superconducting critical temperature by single layer films
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16K13832
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
内藤 方夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40155643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
迫田 將仁 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80735556)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 鉄系超伝導体 / 単原子層薄膜 / 分子線エピタキシー / 電気二重層トランジスタ / イオン液体 / トンネル分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉄砒化物（FeAsを超伝導層とする物質）超伝導体は、2008年に東工大・細野グループにより発見され、発見からわずか二ヶ月でTcの最高値が56Kにまで達した。一方、東工大グループの報告直後に、台湾のWuらによって、鉄カルコゲン化物Fe(Se,Te)でも超伝導が発見された。この物質は電荷中性のFe(Se,Te)がファンデルワールス力によって積層している。古くから知られる物質だが、Feを含むために超伝導性は調べられていなかった。当初、Fe(Se,Te)のTcは高々15Kと考えられていた。2012年に、中国グループからSrTiO3基板上に分子線エピタキシー（MBE）成長した単原子層FeSe膜で、Tcが77Kに達するという報告がなされた。この状況の中で、本研究はMBE法によりFeSe単原子層膜を成長し、液体窒素温度を超えるTcを目指した。
平成２８年度に鉄・セレン・テルルの３元素を同時蒸着可能な簡易MBE装置の制作を行い、単原子～数原子層のFeSe膜は作製を試みた。作製はボトムアップおよびトップダウンの２通りの手法で行った。ボトムアップ法では最初から極薄膜を成長するのに対し、トップダウン法では50 nm程度の薄膜をイオン液体を用いたエッチングにより極薄膜化する。現在までに、前者の方法では超伝導薄膜が得られていないが、後者の方法で、サファイア（Al2O3）基板上の数原子層薄膜がTc～50 K示すことを見出している。中国グループは高Tc薄膜の実現にはSrTiO3基板が必須としているが、我々の結果はこの中国グループの主張と相容れない。FeSeとSrTiO3界面での界面超伝導の可能性は低く、FeSeが本来的に高いTcのポテンシャルを持つことが示唆される。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Intrinsic Charge Dynamics in High-Tc AFeAs(O,F) Superconductors2018
Author(s)
A. Charnukha, D. Proepper, N.D. Zhigadlo, M. Naito, M. Schmidt, Z. Wang, J. Deisenhofer, A. Loidl, B. Keimer, A.V. Boris, and D.N. Basov
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 120
Pages: 087001-1～6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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