論文タイトル
Two-dimensional superconductivity of the Ca-intercalated graphene on SiC: vital role of the interface between monolayer graphene and the substrate
著者
Haruko Toyama*, Ryota Akiyama*, Satoru Ichinokura, Mizuki Hashizume, Takushi Iimori, Yukihiro Endo, Rei Hobara, Tomohiro Matsui, Kentaro Horii, Shunsuke Sato, Toru Hirahara, Fumio Komori, Shuji Hasegaw
東京大学理学系研究科物理学専攻の遠山晴子大学院生、秋山了太助教、遠藤由大大学院生（当時）、長谷川修司教授らのグループは、東京工業大学理学院物理学系の一ノ倉聖助教、平原徹准教授、東京大学物性研究所の飯盛拓嗣技術職員、小森文夫教授（当時）らとの共同研究により、近年パワーデバイスに利用される半導体であるシリコンカーバイド（SiC）結晶基板の表面上に、単一原子層のグラフェンを作製し、その上にカルシウム（Ca）を蒸着（真空中で原子を堆積すること）して加熱処理してできた試料が、冷やすと超伝導を発現することを発見しました。この超伝導は、Ca原子がSiC結晶表面上に直接結合することにより1原子層のグラフェンが2原子層グラフェンへと変化し、さらに、その2層グラフェンの層間にCa原子が入り込むことによって発現したことが分かりました。つまりグラフェンとSiC結晶基板との界面の変化が超伝導発現に重要な役割を持つことが示されました。そして、これまで超伝導の起源と信じられていた通常の金属的な電子状態だけではなく、グラフェンのディラック粒子の電子状態や、非従来型超伝導を発現させるとして近年注目を集める特異な電子状態“ファン・ホーブ特異点”（注3）も超伝導に関与していることが示唆されました。この結果は、パワーデバイスとしての研究が盛んなSiC基板上に、グラフェン2次元超伝導体が作製できることを意味し、新たな“超伝導デバイス”への応用が期待されます。本研究は、アメリカ化学会誌『ACS Nano』に掲載されました。
