利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0128

利用課題名 / Title

多層系銅酸化物高温超伝導体における結晶成長と構造解析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

超伝導材料・物質・素子,X線回折,X線回折/ X-ray diffraction

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

藤井武則

所属名 / Affiliation

東京大学　低温科学研究センター

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

府川和弘,飯盛桂子

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-202：高輝度In-plane型X線回折装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Bi系銅酸化物高温超伝導体Bi-2223はCuO₂面を3枚持つが、その内側の面はキャリア供給層（ディスオーダー層）から離れており、理想的な２次元面が形成されていると考えられ、高温超伝導体の本質を理解するために重要な物質である。本研究では良質なBi-2223単結晶を育成することを目的とし、そのため本機関のX線回折装置を用いて育成した結晶の結晶構造解析を行った。

実験 / Experimental

浮遊帯域溶融法(TSFZ)法を用いて、BiとSrの比を様々に変えたBi_2+xSr_2-xCa₂Cu₃O₁₀(Bi-2223)単結晶を作製した。また、ランプの大きさを変えることによって、成長中の温度勾配を変化させて育成を行った。Bi-2223単結晶には、CuO₂面が２枚のBi-2212がinter growth するが、X線回折装置を用いてピーク幅を測定することによってBi-2212がinter growthの多さが評価できる。本研究では、c軸長からドープ量を評価することとBi-2212のinter growthを評価するためにX線回折装置を用いた。

結果と考察 / Results and Discussion

Bi-2212のinter growthの評価では、すべての結晶でピークがブロードになっており、良質の結晶はできていないことが分かった。特に、Bi：Srの比が2.0：2.0の試料で、小さなランプを用いて温度勾配を大きくして成長した試料は、ほぼ、Bi-2212の単結晶が成長していることが分かった。このことは、この条件が、実質的に成長温度を上昇させているためだと考えられる。今後、さらに条件を変えて試料作製を行い、最適条件を見つけたいと思う。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Yu Uezono, Onset Temperatures for Superconducting Fluctuations in Te-annealed FeTe₁₋_xSe_x Single Crystals: Evidence for the BCS–BEC Crossover, Proceedings of the 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29), , (2023).
DOI: 10.7566/JPSCP.38.011023
Takenori Fujii, Electronic Phase Diagram in Te-annealed Superconducting FeTe₁₋_xSe_x Revealed by Magnetic Susceptibility, Proceedings of the 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29), , (2023).
DOI: 10.7566/jpscp.38.011027

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

藤井武則, 山口隼平, 木村あすか, 渡辺孝夫, 掛谷一弘,"アンダードープBi-2223における位相無秩序転移の検証"日本物理学会第78回年次大会（東北大）,令和５年9月17日
出田真一郎, 吉田鉄平, 田中清尚, 有田将司, 足立伸太郎, 山口隼平, 佐々木菜絵, 渡辺孝夫, 藤井武則, 野地尚, 石田茂之, 内田慎一, W. O. Wang, B. Moritz, T. P. Devereaux, T. K. Lee, C. Y. Mou, 藤森淳,"不足ドープ三層系銅酸化物高温超伝導体Bi2223の超伝導ギャップと擬ギャップ"日本物理学会第78回年次大会（東北大）,令和５年9月17日
兼子裕矢, 小畑龍之介, 前川洋輝, 下川貴也, 森山曉栄, Erlina Tik Man, 小畑由紀子, 藤井武則, 渡辺孝夫, 吉田靖雄,"超伝導と磁性が共存したFeTe1-xSexの低温STM観察"日本物理学会第78回年次大会（東北大）,令和５年9月18日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件