Ｂｉ系トポロジカル絶縁体の電子状態と超伝導接合に関する研究

铋基拓扑绝缘体电子态与超导结研究

基本信息

批准号：
13J01195
负责人：
鈴木悠介
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01195/
关键词：
トポロジカル絶縁体超伝導結晶成長輸送特性

项目摘要

本研究の大きな目的は、トポロジカル絶縁体と超伝導が組み合わさった系の物性を調べることである。本年度は特にトポロジカル超伝導体候補物質であるCuxBi2Se3の超伝導に着目した。本物質の超伝導発現条件を明らかにすることを目的とし、Bi2Se3の物性のCuの添加による影響を調べた。具体的には磁化、キャリア数および結晶構造に注目し、Cuの添加によってそれぞれの物性値がどのように変化するのか、またその変化が超伝導発現に関係があるか否かをひとつひとつ調べた。磁化測定により、添加したCuの仕込み値xが0.1以上の領域で超伝導が発現することがわかった。キャリア密度は、Cuを添加したことによって大きく増大したが、x = 0.1以上の領域ではほとんど変化しないという結果になった。x = 0.08の試料はバルクのキャリア密度が10の20乗毎立方センチメートルを超える十分なキャリアがドープされているにも関わらず超伝導になっていない。この結果から、キャリアドーピングだけが超伝導発現の条件ではないと結論づけた。結晶構造解析によって、x＜0.1の低ドープ領域では、層間に対応するBi-Cu間の原子間距離が伸びており、インターカレートしていることが確かめられた。0.1＜xの高ドープ領域では、Cuはインターカレート以外のサイトに入ることが示された。これまでの研究によって、フェルミ面の異方性は、キャリア数にのみ依存するという結論を得ていた。キャリアドーピングだけが超伝導発現条件ではないという先の結論と合わせると、フェルミ面異方性の増大も直接の超伝導発現条件ではないことが示唆される。

这项研究的主要目的是研究将拓扑绝缘子和超导性结合在一起的系统的物理特性。今年，我们专注于Cuxbi2Se3（拓扑超导体候选材料）的超导性。为了阐明该物质超导性的条件，研究了由于添加Cu而引起的BI2SE3物理性能的影响。具体而言，我们专注于磁化，载体数量和晶体结构，并检查了它们每个物理特性如何随着CU的添加而变化，以及这些变化是否与超导性发展有关。磁化测量结果表明，超导性发生在添加CU的加载值x为0.1或更高的区域中。随着CU的添加，载体密度显着增加，但在x = 0.1的区域中几乎没有变化。尽管足够的散装载体密度大于10 20立方厘米，但具有X = 0.08的样品没有超导。从这些结果可以得出结论，载体掺杂并不是超导性发展的唯一条件。晶体结构分析证实，在低掺杂区X <0.1中，与层相对应的BI-CU之间的原子间距离被扩展并插入。在高度掺杂的0.1 <x的高度掺杂区域中，Cu被证明进入了插度以外的其他位点。先前的研究得出的结论是，费米表面的各向异性仅取决于载体的数量。再加上先前的结论，即载体掺杂并不是超导性的唯一条件，它表明费米表面各向异性的增加不是直接超导性的条件。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

CNRS NEEL研究所(フランス)

CNRS NEEL 研究所（法国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Doping dependence of the anisotropy of the Fermi surface in CuxBi2Se3

CuxBi2Se3 费米面各向异性的掺杂依赖性

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Suzuki;M. Komatsu;F. Kimizuka;T. Mochiku;T. Kashiwagi;A. Kondo;K. Kindo;K. Kadowaki
通讯作者：
K. Kadowaki

Biカルコゲナイド系トポロジカル絶縁体の単結晶育成と輸送特性評価

Bi硫族化物拓扑绝缘体的单晶生长和输运性能评估

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木悠介;小松雅;君塚郁哉;榎本拓真;寺尾耕太郎;小原康太郎;茂筑高士;近藤晃弘，金道浩一，柏木隆成;門脇和男
通讯作者：
門脇和男

キャリア制御したBi_2Se_3の磁場中輸送特性

载流子控制的Bi_2Se_3在磁场中的输运特性

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木悠介;小松雅;田島香澄;君塚郁哉;茂筑高士;柏木隆成 ;吉崎亮造;門脇和男
通讯作者：
門脇和男

CuxBi2Se3の結晶育成と物性評価

CuxBi2Se3晶体生长及物性评价

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yutaka Naito;Naoya Sakamoto;Naohide Oue;Masakazu Yashiro;Kazuhiro Sentani;Kazuyoshi Yanagihara;Kosei Hirakawa;Wataru Yasui;鈴木悠介，茂筑高士，柏木隆成，門脇和男
通讯作者：
鈴木悠介，茂筑高士，柏木隆成，門脇和男