高圧力制御による励起子凝縮と超伝導の研究
【研究キーワード】
励起子 / 圧力誘起超伝導 / 半導体-半金属転移 / 超伝導 / 圧力効果 / 電子-格子相互作用 / 半導体-金属転移 / 量子臨界現象
【研究成果の概要】
本研究では、励起子絶縁体の有力な候補物質である擬1次元物質Ta2NiSe5に対して、包括的な圧力-温度相図を実験的に初めて明らかにした。特に高圧半金属相では、電子-格子相互作用が関与した部分ギャップが出現することを見出し、そのギャップが消失する圧力近傍で超伝導が出現することが明らかにした。また、半導体-半金属転移近傍に位置するBiS2系層状化合物において圧力誘起超伝導を発見し、Ta2NiSe5と類似した圧力-温度相図を見出した。
【研究の社会的意義】
本研究では、電子と正孔の対形成による励起子と電子同士が対形成した超伝導クーパー対の量子凝縮相を同一物質中で圧力のみを制御することで観測することに初めて実験的に成功した。本研究の成果は半導体と半金属の境界領域で発現する多彩な量子相の形成に、クーロン引力と電子-格子相互作用が重要な役割を果たしていることを示唆しており、今後の物質開発に対して新たな指針を提供すると期待される。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 片山 尚幸 | 名古屋大学 | 工学研究科 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
| 北川 健太郎 | 東京大学 | 大学院理学系研究科(理学部) | 講師 | (Kakenデータベース) |
|
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)