原子層高温超伝導体を用いた高密度マヨラナ格子の創製への挑戦

利用原子层高温超导体创建高密度马约拉纳晶格的挑战

• 批准号: 22K18966
• 负责人: 平原 徹
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18966/
• 关键词: 物性実験; 原子層薄膜; 高温超伝導; トポロジカル超伝導; 表面界面; 原子層物質; 超伝導

SrTiO3(STO)基板上の単層FeSe薄膜は、40-109Kという高い転移温度Tcで超伝導を示すことが報告されている。これはバルクFeSeのTcが8Kであり、一般に物質を薄膜化するとTcが下がることを考えると、驚くべき事実である。このTc上昇の原因としてSTO基板とFeSe薄膜での界面が重要な役割を与えると考えられているが、我々はこれまでの研究によりSTO基板のNbドープ量が本質的な役割を果たしている可能性を突き詰めた。本研究ではこれを単層Fe(Se,Te)薄膜に発展させ、Fe(Se,Te)のトポロジカル超伝導特性を活用し、さらに自己組織的に磁性元素を並べることで、高温でマヨラナ正方格子を実現することが目的である。本年度はこの最終目標に向けて、まずはSTO上の単層FeTeの成長様式の評価と物性評価を走査トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)測定で行った。まず重要な知見として、FeTeはFeSeよりも低温の300℃で薄膜成長し、400℃程度の加熱により壊れてしまうことが分かった。STSによる電子状態測定において、単層FeTeの性質はバルクのものと大きく違わない反強磁性体であることが分かった。一方、STM像ではSTO表面の√13×√13集計が明確に観測された。この解釈として、FeTeとSTOの界面にTe原子が存在しており、STO表面の構造的な変調をうけるものの、FeSeのようにSTOからの電子ドープは妨げたれている可能性が示唆された。並行して、角度分解光電子分光による電子状態測定に向けて、新しい装置を購入し測定条件の最適化などを行った。

Single-layer FeSe thin films on SrTiO3 (STO) substrates are reported to have a high transition temperature Tc of 40-109K. FeSe Tc = 8K, Tc = 8K, Tc = 8 K The reason for Tc rise is that the interface between STO substrate and FeSe thin film is very important. In this study, the development of single-layer Fe(Se,Te) thin films, the use of Fe(Se,Te) superconductivity, the combination of magnetic elements in their own organization, and the realization of square lattice at high temperatures were studied. This year, the ultimate goal is to evaluate the growth pattern and physical properties of FeTe in single layer on STO. It is important to know that FeTe and FeSe can grow thin films at low temperatures of 300℃ and at high temperatures of 400℃. The electronic state of STS is determined by the properties of single-layer FeTe. A square, STM image of the STO surface of the square, STM image of the square, STM image of the STO surface of the square, STM image of the square, STM image The existence of Te atoms at the interface between FeTe and STO and the structural variation of the STO surface indicate the possibility of Te atoms from FeTe to STO. Optimization of measurement conditions for parallel and angular resolution photoelectron spectroscopy

项目成果

Ca インターカレート2 層グラフェンに過剰なCaが誘起する自由電子バンド

Ca插层双层石墨烯中过量Ca诱导的自由电子带

• 发表时间: 2022
• 作者: 德田啓;一ノ倉聖;豊田雅之;田中清尚;斎藤晋;平原徹
• 通讯作者: 平原徹

磁性トポロジカル絶縁体MnBi2Te4サンドイッチ構造の電子構造とその温度依存性

磁拓扑绝缘体MnBi2Te4夹层结构的电子结构及其温度依赖性

• 发表时间: 2023
• 作者: 石原和宜;出高志朗;一ノ倉聖;田中清尚;平原徹
• 通讯作者: 平原徹

二次元物質の量子物性：トポロジカル磁性と超伝導

二维材料的量子特性：拓扑磁性和超导性

• 发表时间: 2022
• 作者: 春山潤;杉本敏樹;杉野修;平原 徹
• 通讯作者: 平原 徹

SrTiO3基板上の単層FeSeの臨界電流による超伝導ギャップの推定

SrTiO3基片上单层FeSe临界电流估算超导能隙

• 发表时间: 2022
• 作者: 出高志朗;田中友晃;一ノ倉聖;平原徹
• 通讯作者: 平原徹

Efficiency of electron doping to monolayer hexagonal boron nitride by alkali metals

碱金属对单层六方氮化硼的电子掺杂效率

• DOI: 10.1063/5.0140074
• 发表时间: 2023
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: S. Ichinokura;A. Hemmi;H. Cun;K. Tanaka;R. Shimizu;T. Hitosugi;T. Greber;and T. Hirahara
• 通讯作者: and T. Hirahara