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

• 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

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。

In this study, the main purpose of the study is to adjust the physical properties of the system. This year, the company has launched a special project to promote CuxBi2Se3 as a candidate for superconductivity. The influence of Cu addition on the physical properties of Bi2Se3 was investigated. Specific magnetization, crystal structure, Cu addition, physical properties, and ultra-conductivity are related to each other. Magnetization measurements are performed in areas where x is greater than 0.1. The density of Cu is higher than x = 0.1. x = 0.08 for the sample, the density of the sample is 10 to 20 cubic meters, the density of the sample is 10 to 20 cubic meters, and the density of the sample is 10 to 20 cubic meters. The result of this study is that the conditions for the occurrence of superconductivity are different from those for the conclusion. Crystal structure analysis: the atomic distance between Bi and Cu is too large for the low ground area with x<0.1, and the atomic distance between Bi and Cu is too large for the low ground area with x <0.1. 0.1<x High field, Cu low field, Cu low field, Cu field, Cu field, Cu The results of this study are as follows: The condition for the occurrence of superconductivity is the condition for the occurrence of superconductivity, which is the condition for the occurrence of superconductivity.

项目成果

CNRS NEEL研究所(フランス)

CNRS NEEL 研究所（法国）

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

• 发表时间: 2015
• 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

• 发表时间: 2015
• 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

CuxBi2Se3の結晶育成と物性評価

CuxBi2Se3晶体生长及物性评价

• 发表时间: 2016
• 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

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

• 发表时间: 2014
• 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