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Ti
)
NiSe
土田 駿*; 廣瀬 雄介; 関川 卓也; 大野 義章*; 平原 卓也*; 佐野 純佳*; 河口 彰吾*; 小林 慎太郎*; 上床 美也*; 摂待 力生*
Journal of the Physical Society of Japan, 94(11), p.114703_1 - 114703_7, 2025/10
本研究では、励起子絶縁体TaNiSeへのキャリアドープ効果を調べるために、(TaTi)NiSeの単結晶合成し、電気抵抗
ホール係数
およびバンド計算を行った。TaサイトのTi元素置換により、結晶構造は変化せず励起子絶縁体転移温度
は連続的に抑制され
=0.104で83Kまで抑制された。置換量を増やしていくと、半導体的なやの低温での増大が著しく抑制され、
では金属的な振る舞いに変わることを見出し、励起子相関のある金属状態が実現されている可能性がある。この金属化はバンド計算により、キャリアドーピング効果によって説明できる。このキャリアドープ物質を加圧していくと、2.6GPa以上で超伝導となることを明らかにした。この圧力は母物質TaNiSeの圧力誘起超伝導が現れる8GPaよりもはるかに小さく、Ti置換によるキャリアドープが超伝導に有利に働いたと考えられる。
NiSe
のTi, Hf置換試料の圧力効果土田 駿*; 広瀬 雄介*; 関川 卓也; 大野 義章*; 摂待 力生*
no journal, ,
励起子絶縁体は、結晶中で電子と正孔が結合し、それらが集団的に振る舞うことで結晶全体が絶縁体化する性質を有し、新規物性として注目され始めた。本研究では、励起子絶縁体の候補物質の一つであるが合成自体が困難で物性解明が進んでいないTaNiSeに着目し、まずキャリアドープを目的とした元素置換試料(TaM
)NiSe(M = Ti, Hf)の育成を行い、圧力効果を調べた。結果、(TaM)NiSeはx=0.08の試料の高圧領域で超伝導が観測された。超伝導転移温度は圧力の増加に伴い上昇することが明らかになった。本研究で示した相転移は、励起子絶縁体と超伝導の関係に関する新たな知見となりうる。
NiSeへの元素置換効果とX線回折による結晶構造の研究廣瀬 雄介; 土田 駿*; 佐野 純佳*; 河口 彰吾*; 小林 慎太郎*; 大村 彩子*; 摂待 力生*
no journal, ,
TaNiSeはTc~330Kで直方晶から単斜晶への構造相転移と同時に絶縁体化し、励起子絶縁体の数少ない候補物質として注目され、盛んに研究がなされている。これまで我々は、元素置換によってTcの抑制や系の金属化などが起こることを明らかにしてきた。本研究では、元素置換による電子状態の変化の起源を結晶構造解析により、明らかにすることを目的とし、SPring-8のBL02にて、元素置換したTaNiSeの粉末X線回折実験を行ったので、その結果を発表する。
NiSeのキャリアドープ効果の研究,4土田 駿*; 広瀬 雄介*; 関川 卓也; 大野 義章*; 摂待 力生*
no journal, ,
励起子絶縁体は、結晶中で電子と正孔が結合し、それらが集団的に振る舞うことで結晶全体が絶縁体化する性質を有し、新規物性として注目され始めている。本研究では、励起子絶縁体の候補物質の一つであるが合成自体が困難で物性解明が進んでいないTaNiSeに着目し、まずキャリアドープを目的とした元素置換試料(Ta1-xMx)NiSe (M=Ti, Zr, Hf)の育成に成功した。さらにチタンをタンタルと置換した場合(M=Ti)において、組成比xが0.06未満の試料の電気抵抗率は半導体的であるが、x=0.06以上では高温相の電気抵抗率が金属的に振る舞うことを明らかにした。本研究で示した相転移は、励起子絶縁体を実現するための新たな知見となりうる。
NiSeのTi, Zr, Hf置換によるキャリアドープ効果土田 駿*; 広瀬 雄介*; 関川 卓也; 大野 義章*; 摂待 力生*
no journal, ,
励起子絶縁体は、結晶中で電子と正孔が結合し、それらが集団的に振る舞うことで結晶全体が絶縁体化する性質を有し、新規物性として注目され始めた。本研究では、励起子絶縁体の候補物質の一つであるが合成自体が困難で物性解明が進んでいないTaNiSeに着目し、まずキャリアドープを目的とした元素置換試料(Ta1-xMx)NiSe (M=Ti, Zr, Hf)の育成に成功した。M=Ti, Zr, Hfにおいては置換によって低温での電気抵抗が母物質より5、6桁ほど電気抵抗が小さくなる。さらにチタンをタンタルと置換した場合(M=Ti)において、組成比xが0.06未満の試料の電気抵抗率は半導体的であるがx=0.06以上では高温相の電気抵抗率が金属的に振る舞うことを明らかにした。本研究で示した相転移は、励起子絶縁体を実現するための新たな知見となりうる。
NiSeのキャリアドープ効果の研究,5土田 駿*; 広瀬 雄介*; 関川 卓也; 大野 義章*; 摂待 力生*
no journal, ,
励起子絶縁体は、結晶中で電子と正孔が結合し、それらが集団的に振る舞うことで結晶全体が絶縁体化する性質を有し、新規物性として注目されている。励起子絶縁体候補物質の一つであるTaNiSeは合成自体が困難で物性解明が進んでいないが、本研究では元素置換試料(Ta1-xMx)NiSe (M=Ti, Zr, Hf)の育成に成功するとともに、チタン(Ti)の含有割合が0.06以上の試料では高温相の電気抵抗率が金属的に振る舞うことを明らかにした。これは不連続に絶縁体から金属相に変化する圧力効果とは対照的である。そこで元素置換効果と圧力効果が同時に存在する、(Ta1-xTix)NiSeの圧力下電気抵抗の測定結果も当日報告する。本研究で示した相転移は、励起子絶縁体を実現するための新たな知見となる。
Ti
)NiSeへの圧力効果土田 駿*; 広瀬 雄介*; 関川 卓也; 大野 義章*; 摂待 力生*
no journal, ,
励起子絶縁体は、結晶中で電子と正孔が結合し、それらが集団的に振る舞うことで結晶全体が絶縁体化する性質を有し、新規物性として注目され始めた。本研究では、励起子絶縁体の候補物質の一つであるが合成自体が困難で物性解明が進んでいないTaNiSeに着目し、まずキャリアドープを目的とした元素置換試料(TaTi)NiSeの育成を行い、圧力効果を調べた。(TaTi)NiSeはx=0.03の試料は、常圧では半導体的な振る舞いを示すが、圧力の増加に伴い半導体から絶縁体に変化する温度Tcが単調に減少していく。一方で、x=0.08の試料は常温では金属的な振る舞いを示し、0.7GPa以上の圧力でTcがほぼ一定となった。x=0.03の試料のTcの振る舞いは先行研究で行われたV置換に、x=0.08の試料は先行研究で行われたCo置換の振る舞いに類似していることを明らかにした。本研究で示した相転移は、励起子絶縁体を実現するための新たな知見となりうる。
