遷移金属ダイカルコゲナイドにおける分域境界の研究

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遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC)は古くから電荷密度波や超伝導を示す層状物質として盛んに研究が行われてきた．近年，TMDCにおいて分域構造の形成が物性の変化に重要な役割を果たしている可能性が指摘されている．本研究は，TMDCに見られる分域構造の性質を走査トンネル顕微鏡/分光法を用いて調査し，その物性に対する役割を明らかにするものである．今年度は低温でMott絶縁体になり，元素置換によって超伝導を示す1T-TaS2に着目した．FeあるいはSe置換量を系統的に変えた試料を観察した結果，超伝導が発達する組成付近で特殊な分域構造を形成することを明らかにし，超伝導との密接な役割を見出した．まずFe置換系については，Mott絶縁体転移抑制された組成において分域構造の存在を発見した．さらに局所電子状態の測定から分域内部に比べて分域壁のほうがMott絶縁体としての性質が弱まっていることがわかった．このMott的な性質の弱い分域壁は超伝導を示す組成になると増加していることも明らかにすることができた．このことは分域壁の形成がMott絶縁体的な性質の抑制，および超伝導の発現に有利に働きかけていることを示唆している．さらに，本研究では，同じく超伝導を示すSe置換系に対しても分域構造の観察に成功した．このことから，分域構造が組成によらず超伝導が発現する際に普遍的に表れる構造であることがわかった．今回の研究はすべて超伝導転移温度直上で行ったが，分域構造と超伝導の関係性をよりよく理解するために超伝導低温度以下での電子状態の測定が必要であると考えている．