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2020 Fiscal Year Annual Research Report

エピタキシー技術が拓くルテニウム酸化物超伝導体の横断的研究

Research Project

Project/Area Number 18H01866
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

打田 正輝  東京工業大学, 理学院, 准教授 (50721726)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsルテニウム酸化物 / 薄膜 / 超伝導体
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、エピタキシー技術によるルテニウム酸化物超伝導体の実現と薄膜・接合を利用した超伝導状態の解明を目的としている。ルチル型酸化物RuO2は非常に伝導度の高い金属であり、電極・温度計・触媒等の様々な用途に利用されてきた。さらに近年、本物質は、高い秩序温度をもつ反強磁性体並びにトポロジカル線ノード半金属の候補物質としても注目を集めている。分子線エピタキシー成長によって高品質なRuO2単結晶薄膜を様々な基板上に作製し、基板からのエピタキシャル歪みを制御することで、Tc = 1.7 Kの超伝導の発現に成功した。超伝導転移温度と格子定数変化の関係を系統的にマッピングすることで、特定のRu-O結合が短くなることで超伝導が発現していることが明らかになった。本結果は、このような単純な遷移金属酸化物においてエピタキシャル歪みが超伝導の開拓に極めて有効であることを強く示している。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Enhancement of spin-orbit coupling in Dirac semimetal Cd3As2 films by Sb doping2021

    • Author(s)
      Y. Nakazawa, M. Uchida, S. Nishihaya, M. Ohno, S. Sato, and M. Kawasaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 103 Pages: 045109-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.045109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum transport observed in films of the magnetic topological semimetal EuSb22021

    • Author(s)
      M. Ohno, M. Uchida, R. Kurihara, S. Minami, Y. Nakazawa, S. Sato, M. Kriener, M. Hirayama, A. Miyake, Y. Taguchi, R. Arita, M. Tokunaga, and M. Kawasaki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 103 Pages: 165144-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.165144

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular beam deposition of a new layered pnictide with distorted Sb square nets2021

    • Author(s)
      M. Ohno, M. Uchida, Y. Nakazawa, S. Sato, M. Kriener, A. Miyake, M. Tokunaga, Y. Taguchi, and M. Kawasaki
    • Journal Title

      APL Materials

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intrinsic coupling between spatially-separated surface Fermi-arcs in Weyl orbit quantum Hall states2021

    • Author(s)
      S. Nishihaya, M. Uchida, Y. Nakazawa, M. Kriener, Y. Taguchi, and M. Kawasaki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22904-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Superconductivity in uniquely strained RuO2 films2020

    • Author(s)
      M. Uchida, T. Nomoto, M. Musashi, R. Arita, and M. Kawasaki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 125 Pages: 147001-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.125.147001

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Quantized Transport on Topological Semimetal Fermi Arcs2021

    • Author(s)
      M. Uchida
    • Organizer
      2021 MRS Spring Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Two-Dimensional Quantum Oscillations Observed in Magnetic Topological Semimetal EuSb2 Films2021

    • Author(s)
      M.Ohno, M. Uchida, R. Kurihara, S. Minami, Y. Nakazawa, S. Sato, M. Kriener, M. Hirayama, A. Miyake, Y. Taguchi, R. Arita, M. Tokunaga, M. Kawasaki
    • Organizer
      2021 MRS Spring Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantum Hall signature of Weyl orbits in dual-gated Dirac semimetal film2021

    • Author(s)
      S. Nishihaya, M. Uchida, Y. Nakazawa, M. Kriener, Y. Taguchi, M. Kawasaki
    • Organizer
      2021 American Physical Society March Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法による新物質EuCdSb2の作製2021

    • Author(s)
      大野瑞貴, 打田正輝, 中澤祐介, 佐藤慎, Markus Kriener, 三宅厚志, 徳永将史, 田口康二郎, 川﨑雅司
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] トポロジカル半金属における量子ホール伝導2020

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      ワークショップ「超伝導物質、トポロジカル物質」 (SCTM2020)
    • Invited
  • [Presentation] II-V族化合物を基盤としたトポロジカル物質の開拓2020

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      第25回半導体におけるスピン工学の基礎と応用 (PASPS-25)
    • Invited
  • [Presentation] 砒化物ディラック半金属薄膜の量子輸送現象に関する実験的研究2020

    • Author(s)
      打田正輝
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] Quantized Transport in Topological Semimetal Films2020

    • Author(s)
      M. Uchida
    • Organizer
      2nd IIT Guwahati and TokyoTech Joint Workshop on Condensed Matter and High Energy Physics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 磁性トポロジカル半金属EuSb2薄膜における二次元量子伝導2020

    • Author(s)
      大野瑞貴, 打田正輝, 栗原綾佑, 見波将, 中澤佑介, 佐藤慎, Markus Kriener, 三宅厚志, 田口康二郎, 有田亮太郎, 徳永将史, 川﨑雅司
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Sbドープしたディラック半金属Cd3As2薄膜におけるスピン軌道相互作用の増大2020

    • Author(s)
      中澤佑介, 打田正輝, 西早辰一, 大野瑞貴, 佐藤慎, 川﨑雅司
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会

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Published: 2021-12-27  

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