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東北大、原子層鉄系高温超伝導体で質量ゼロのディラック電子を発見

  
●東芝は12月13日、同社のメモリ事業売却に関して係争中となっていた米Western Digital社(以下WD)との和解を発表した。両社は今後、フラッシュメモリ事業に関する協業を一層強化する。
●同合意により東芝メモリとWDは、現在建設中の四日市工場第6製造棟への今後の設備投資を共同で実施すると発表した。東芝が本年10月に公表している投資が含まれる。また両社は、東芝が岩手で建設を計画する新製造棟へのWDの参画に関する最終契約についても、今後協議を進める。
●両社は、フラッシュメモリ事業に関する合弁会社の契約期間を延長する。フラッシュアライアンス社については2029年12月31日まで、フラッシュフォワード社については2027年12月31日まで契約を延長する。フラッシュパートナーズ社については、既に2029年12月31日まで契約が延長されている。
●今回の和解により、東芝メモリの売却に関して全当事者が協調することとなった。東芝は2018年3月末までの売却完了に向けて、引き続き手続きを進める。
●東北大学大学院理学研究科の中山耕輔助教、佐藤宇史教授、同大学材料科学高等研究所の高橋隆教授らの研究グループは1月10日、原子層鉄系高温超伝導体において、質量ゼロの性質を持つ「ディラック電子」を発見したと発表した。超高速・超伝導ナノデバイスの実現や、高温超伝導の発現機構の解明につながることが期待される。
  
●近年、エレクトロニクスを支えるデバイスの微細化を実現する究極の材料として、層状物質を1層まで薄くした原子層薄膜に大きな注目が集まっており、その一つに鉄系超伝導体の一種 である鉄セレン(化学式 FeSe)がある。しかし、高品質の FeSe 原子層薄膜を作製することは難しく、超伝導以外の性質についてはこれまでほとんど明らかになっていなかった。
  
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(左図)ディラック電子のエネルギー関係の模式図。(右図)角度分解光電子分光によって得られたFeSe原子層薄膜の電子構造。ディラック電子による円錐型のバンド分散(青線)が観測された。
  
●今回、東北大学の研究グループは、分子線エピタキシー法を用いて、酸化物の基板上に原子レベルで制御された高品質な 1 層の FeSe 薄膜を作製した。また、作製した薄膜を超高真空中において精密な温度制御下で加熱することで、高温加熱の場合は高温超伝導が起きる薄膜、低温加熱の場合は超伝導が起きない薄膜と、性質の全く異なる FeSe 原子層薄膜を作り分けることに初めて成功した。
 
●その薄膜の電子状態を角度分解光電子分光を用いて調べた結果、低温加熱によって得られた超伝導を示さない薄膜において、質量ゼロのディラック電子が存在することが明らかとなった。また、2〜20 層の多層膜についても同様の測定を行った結果、ディラック電子のみが伝導を担う理想的なディラック電子系は、1 層の原子層薄膜でのみ実現していることを突き止めた。
 
●今回の研究は、「高温超伝導」と「ディラック電子」という全く異なる性質を、同じプラットフォームで実現できることを実験的に確立したものである。将来的には、超高速・超伝導ナノデバイスなどへの応用展開が期待される。
 
●また、高温超伝導の起源を解明するためには、電子状態を理解することが重要となる。今後、ディラック電子の有無と高温超伝導発現の関係を明らかにすることで、高温超伝導を説明するモデルの選別が可能となることが期待される。
  
(画像は東北大学 プレスリリースより)
  
  
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最終更新 2018年 1月 15日(月曜日) 10:39  

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