【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】16K17739 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

機械的剥離法 / 薄膜 / 超伝導 / 原子層超伝導 / 鉄系超伝導 / 鉄系超伝導体 / 超伝導材料・素子 / 超薄膜

【研究成果の概要】

機械的剥離を用いて原子層高温超伝導体の作製を実現することとその物理的特性評価を行うことを目的とした。本研究課題において、200 nm以下の結晶を機械的に剥離して電気抵抗測定を行う手法を確立した。また、イオン液体を用いた電気化学エッチングを行い、in-situでヘリウム温度までの低温電気抵抗測定を行うための横型クライオスタットを開発した。これによって液体を基板上に滴下するだけのデバイスを簡便に扱うことができるようになった。薄膜作製と輸送特性評価を行うために、FeSe同様積層構造をもつグラファイトに対してアメリカ合衆国国立強磁場施設における35 Tまで磁気抵抗測定を行い、成果を報告した。

【研究の社会的意義】

機械的剥離法を用いた数十ナノメートル厚さの微結晶に対して、電子線リソグラフィを用いたデバイス作製と輸送特性評価が可能であることが示された。また、イオン液体による電気化学エッチングが簡便に行いながらヘリウム温度までの低温電気抵抗測定がin-situで行える横型クライオスタットを開発し、今後様々な積層構造をもつ結晶に対して同様の手法が適用できると考えられ、本手法が普及することが期待される。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】有機・ハイブリッド材料

【研究領域課題番号】16H04195 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

フォトクロミック材料 / 光制御 / 界面 / 磁性 / 超伝導 / フォトクロミズム / 界面物性 / 薄膜 / 微粒子 / 表面・界面物性 / 超伝導材料・素子 / 光スイッチ

【研究成果の概要】

磁性、超伝導等の物理化学的物性は、物質の界面での外場により制御できる可能性がある。研究代表者は、それまでに、可逆な光異性化を示すフォトクロミック化合物を磁性材料の界面に効果的に修飾することで、可逆な磁性の光制御を達成してきた。本研究では、この考え方を拡張し、より大きな変化の期待できるスピロピラン化合物を設計、合成し、FePtナノ粒子界面に修飾することで、室温強磁性をとても大きく可逆に制御することに成功した。さらに、アゾベンゼン化合物をスピンエレクトロニクス素子界面に修飾した新しい化合物を創製し、紫外光、可視光照射によって可逆にそのスピン軌道相互作用を制御することにも成功した。

【研究の社会的意義】

現在利用されている磁性材料、超伝導材料等の物性を光で制御できることは、光エネルギーの有効利用、光の有効な特性を利用した新しい機能材料の開発という点で有意義である。特に、スピンに関連する物性を可逆に光で制御できる材料は、学術的にも世界的に盛んに研究開発されており、社会的にもその開発が待たれている。例えば、本研究で示した、室温強磁性における磁性の可逆な光制御は、「室温」で実現したという点で、学術的観点はもちろん、実用材料への展開まで期待される。一方、化学的手法によるスピン軌道相互作用の光制御は、これまでに報告例がなく、スピントロニクス分野にとって学術的意義が大きい。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)