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V－VI族半金属化合物の高圧下電子輸送特性の研究

V-VI族类金属化合物高压电子输运性能研究

基本信息

批准号：
12J07890
负责人：
榮永茉利
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

Bi_2Te_3やSb_2Te_3は優れた熱電変換性能を示す物質として研究が行われている。高圧下物性については、1960年代にいくつかのグループによって、Bi_2Te_3の圧力誘起超伝導が報告された。しかし、実験の静水圧性や精度が不十分であったためか、ゼロ抵抗が観測されていなかった。また、物質の伝導に大きく寄与する構造については現在まで明らかになっていない。我々はこれまでに、Bi_2Te_3の圧力下の伝導と構造について調べ、Bi_2Te_3のゼロ抵抗を確認し、高圧II、III、IV相の存在を明らかにした。さらに、高圧IV相の構造はbcc格子からなる置換型合金構造で説明できることを明らかにした。また、近年、Bi_2Te_3やSb_2Te_3などは三次元トポロジカル絶縁体として注目されており、高圧下物性も大変興味深い。本研究の目的は、Bi_2Te_3をはじめとしたV-VI族半金属化合物の高圧下電子輸送特性の圧力変化を実験・理論的に調べ、圧力下におけるフェルミ面近傍の電子状態を明らかにして圧力誘起超伝導の機構を解明することである。そこで、採用第1年度(当該年度)では、次の3点を行った:1.10GPaの高圧下のホール効果測定装置の立上げ、2.非化学量論組成のBi_2Te_3および化学量論組成のSb_2Te_3の測定試料の作製、3.バンド計算に用いる構造パラメータを得るための、Bi_2Te_3の各高圧相の高圧下の構造決定および解析。3点の研究計画については、それぞれ以下に示す成果を得た。1.一気圧下ホール効果測定システムを構築した。2.仕込み組成でTeが55-69at.%試料を作製した。65at.%試料は一気圧下でホール効果を測定した。また、65、69at.%試料の高圧下電気抵抗測定を行い、超伝導を確認した。65at.%試料はBi_2Te_3に比べて約2GPa低圧で超伝導を示すことを明らかにした。3.Bi_2Te_3について秩序構造を持つ高圧IV相を提案した。また、ごく最近、高圧II、III相は他研究グループにより提案された構造モデルで説明できることを確認した。本研究では各高圧相の構造モデルを用いて、X線回折パターンの解析を行い、各構造パラメータを得た。

Bi_2Te_3 and Sb_2Te_3 have excellent thermoelectric conversion properties and have been studied in detail. Reports on physical properties under high pressure, 1960's 1960's にいくつかのグループによって, and Bi_2Te_3's pressure-induced superconductivity were reported.しかし、実験のstill water pressure resistance やprecision is not very good であったためか、ゼロresistant が観measurementされていなかった.また, の伝guiに大きく发 and するstructure についてはnow まで明らかになっていない. I々はこれまでに、Bi_2Te_3の伝guideとstructure under pressure、Bi_ 2Te_3's resistance is confirmed, and the existence of high pressure II, III, and IV phases is confirmed.さらに、High pressure IV phase structure はbcc lattice からなる replacement alloy structure できることを明らかにした.また, in recent years, Bi_2Te_3やSb_2Te_3などは三dimensional トポロジカルJue縁体として NOTE されており, physical properties under high pressure are very interesting and deep. The purpose of this study is to improve the electron transport properties of Bi_2Te_3V-VI semimetallic compounds under high pressure. The theoretical key is to understand the state of electrons close to the surface under pressure and to explain the mechanism of superconductivity induced by pressure.そこで、Adopt the first year (current year) では、The second 3 o'clock を行った: 1.10GPa high pressure under the のホール effect measuring device の立上げ、2. Non-stoichiometric composition のBi_2Te_3およびPreparation of measurement samples composed of quantitative theory Sb_2Te_3, 3. Use of structural materials for calculation Analyzes of high-pressure phase and low-pressure structure of each high-pressure phase of メータを德るための and Bi_2Te_3. The results of the 3-point research project are shown below. 1. Measure the effect of ホール under a certain pressure using the システムをconstructed instrument. 2. The composition of the sample is 55-69at.%. The effect of 65at.% sample was measured under pressure. The conductivity and superconductivity of the high-pressure electric resistance test of the また, 65, and 69at.% samples were measured and confirmed. The 65at.% sample of Bi_2Te_3 has a lower pressure of about 2GPa than the test material and a super high conductivity. 3. Bi_2Te_3 is an orderly structure that maintains a high-voltage IV phase proposal. I have recently studied high pressure II and III, and I have studied the proposal of the construction of the high pressure system, and the explanation of the structure and the confirmation of the high pressure II and III. In this study, the structure of each high-pressure phase was analyzed using X-ray analysis and analysis of each structure.