利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.10】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23KU0102

利用課題名 / Title

鉄系超伝導体の粒界構造の観察

利用した実施機関 / Support Institute

九州大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

電子顕微鏡/ Electronic microscope,集束イオンビーム/ Focused ion beam,超伝導/ Superconductivity

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)

飯田和昌

所属名 / Affiliation

日本大学生産工学部電気電子工学科

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

波多　聰

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

波多　聰,GAO　HONGYE

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

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

KU-007：収差補正高分解能電子顕微鏡
 KU-013：キセノンプラズマ集束イオンビーム加工・走査電子顕微鏡複合機

報告書データ / Report

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

鉄系超伝導体の一つFe(Se,Te)の人工粒界を跨いで流れる超伝導電流と微細構造の関係を明らかにすることを目的に，粒界の微細構造観察を行った．

実験 / Experimental

Fe(Se,Te)薄膜をパルスレーザー堆積法により，CeO₂中間層付SrTiO₃双結晶基板に堆積した．粒界は，[010]-tilt屋根型で，基板の粒界角度は8º, 12º, 24º, 30ºを選択した．観察対象は粒界角度が24ºと30ºの薄膜とした．

結果と考察 / Results and Discussion

SrTiO₃基板の粒界角度が24ºと30ºのとき，CeO₂中間層の粒界角度はX線回折測定から35.4º, 42.2ºであった．一方，Fe(Se,Te)の粒界角度は，いずれの場合もゼロであった．すなわち，Fe(Se,Te)には粒界が形成されなかった．Fig. 1に基板の粒界角度が30ºの薄膜試料の断面TEM像を示す．CeO₂中間層に粒界が形成されているが，Fe(Se,Te)薄膜には粒界が形成されていないことがわかる．Fig. 2よりFe(Se,Te)とCeO₂の界面はシャープで，反応層なども観察されなかった．また，Fe(Se,Te)はCeO₂中間層の上で(001)[100]Fe(Se,Te)||(114)[22-1]の関係でエピタキシャル成長していることがわかった．この関係は，SrTiO₃基板の粒界角度が24ºの場合も同様である．その結果，Fe(Se,Te)には粒界が形成されなかったと考えられる．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 The cross-sectional view of the FeSe_0.5Te_0.5/CeO₂ grown on [010]-tilt symmetric SrTiO₃ bicrystal substrate, acquired by HAADF-STEM.

Fig. 2 Atomic-resolution image of the interface between CeO₂ and FeSe_0.5Te_0.5.

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)

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

K. Iida, Y. Yamauchi, T. Hatano, J. Hänisch, Z. Guo, H. Gao, S. Tokuta, H. Shi, S. Hata, A. Yamamoto, H. Ikuta, "Orientation dependence of structural and critical current properties in symmetric [010]-tilt grain boundaries of Fe(Se,Te)", ISS2023, The 36th International Symposium on Superconductivity
飯田和昌，山内慶洋，畑野敬史，Haenisch Jens，郭子萌，高紅叶，徳田進之介，石昊珊，波多聰，山本明保，生田博志，"Fe(Se,Te)の[010]-tilt対称傾角粒界の作製", 2023年第84回応用物理学会秋季学術講演会

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