【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】24340075 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

量子スピン系 / 強相関電子系 / 量子相転移 / 超伝導 / 磁化測定 / 極低温 / 磁性 / 強相関系 / 分子性固体

【研究成果の概要】

低次元量子スピン物質や強相関物質などの純良単結晶試料は、微小な結晶としてしか得られないことが多い。本研究課題では、研究代表者がこれまで開発してきた極低温磁化測定装置を、微小結晶試料の測定に対応できるように従来比で100倍高感度化した。この装置による主要な成果は、（１）スピン1/2の一次元ハイゼンベルグ反強磁性体CuPzN単結晶の低温磁化の磁場温度依存性が厳密解と高い精度で一致することを検証、（２）スピン三重項超伝導の期待の高いSr2RuO4の低温におけるc面内方向の超伝導-常伝導転移が磁化に不連続な飛びを伴う一次転移となることを確認し超伝導対称性を特定する上で重要な知見を得た、等である。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】18204033 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カーボンナノチューブ / 超伝導 / ホウ素注入 / ラマン測定 / FET / マイスナー効果 / 高転移温度 / 集合体 / 電子格子相互作用 / 磁化測定 / 強磁性触媒量低減 / 第二種超伝導体

【研究成果の概要】

カーボンナノチューブ(CNT)における超伝導転移の再現性と転移温度(Tc)の向上を目指した研究を行った。この結果、レーザー蒸発法を使って触媒を介した単層CNTへのホウ素ドープに成功し、ホウ素が炭素原子を置換していることを核磁気共鳴や共鳴ラマン散乱で証明した。また、その単層ナノチューブを精製しシリコン基板上に高均一で集積し薄膜構造にした試料においてTc=12Kのマイスナー効果を発見することに成功し、ホウ素ドープ量とマイスナー効果との相関を解明した。さらに、as-grownの単層CNTロープを強い超音波洗浄で完全に分散し基板上に集積・薄膜化した試料に数10Mパスカルの圧力を印加することでTcを19Kまで上昇させることに成功した。また、このTc上昇がCNT固有のフォノンであるRadial Breathing Modeの圧力印加による周波数上昇に起因していることを圧力依存共鳴ラマン散乱の実験から明らかにした。これらにより、今後のCNT超伝導研究の発展への大きな道筋をつけた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】49,530千円 (直接経費: 38,100千円、間接経費: 11,430千円)