トポタクティック反応を用いた水素ドープ1111型鉄系超伝導体薄膜の電子状態解析

利用拓扑反应分析氢掺杂1111型铁基超导薄膜的电子结构

• 批准号: 22K14601
• 负责人: 半沢 幸太
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14601/
• 关键词: 鉄系超伝導体; エピタキシャル成長; トポタクッティック反応; 強磁場; 水素; エピタキシャル薄膜; 電子構造

鉄系超伝導体で最高の超伝導臨界温度（Tc）を発現するLnFeAsO（Ln = 希土類金属）は、水素をドーパントとすることで特異な超伝導相図を示す。その特異な超伝導発現機構を明らかにすべく、単結晶合成が世界中で試みられ、近年はじめて合成に成功した。しかし、その結晶サイズは極めて小さく、水素濃度も不十分であったため、未だに角度分解光電子分光などの超伝導発現メカニズムに迫る研究には至っていない。そこで、大型単結晶と同等と見なせるエピタキシャル薄膜に着目し、トポタクティック反応を利用した水素ドーピング手法を新たに開発することで高濃度水素ドープLnFeAsO（Ln = Sm）の作製に世界で初めて成功した。本研究課題では、その水素ドープSmFeAsOの強磁場下における電子輸送特性を測定することで、超伝導応用に向けた最も重要な超伝導特性の1つである上部臨界磁場の実験的な決定と超伝導発現メカニズムの解明を試みた。

LNFEASO（LN =稀土金属）在基于铁的超导体中表达最高的超导性临界温度（TC），它通过使用氢作为掺杂剂显示了独特的超导相图。单个晶体合成已在世界各地尝试阐明其独特的超导性表达机制，最近在合成方面取得了成功。但是，由于晶体尺寸非常小，并且氢浓度不足，因此尚未进行研究以探索超导性表达的机理，例如角度分辨的光电光谱。因此，专注于可以被认为等于大型单晶的外延薄膜，我们使用拓扑反应开发了一种新的氢掺杂方法，并成功地产生了高度浓缩的氢掺杂的lnfeaso（ln = sm）。在该研究主题中，我们试图通过测量强磁场下的氢掺杂Smfeaso的电子传输性能来确定实验上临界场，这是超导性应用的最重要的超导性特性之一，并阐明了超导性表达的机制。