発表者
土田 敏之(北岡研)
指導教官
椋田 秀和
Title
Tunneling Spectroscopy and Vortex Imaging in Boron-doped Diamond
Abstract

A diamond has continued fascinating the people from ancient times by its beautiful brilliance and the physical potentials. Recently it has been more attractive as electronic material for physical properties such as good insulator, high thermal onductor, hardness, semiconductive behavior by carrier doping, and so on.

In 2004, Ekimov and coworkers discovered the superconductivity in heavily Boron-doped diamond synthesized by high-pressure and high temperature technique, and found surprisingly that it shows superconductivity in very low carrier density. The superconducting behavior has been reproduced on the diamond film synthesized by chemical-vapor-deposition (CVD) method.

In this presentation, I would like to introduce the superconducting property of B-doped diamond film investigated by STM (Scanning Tunneling Microscope) from a microscopic point of view.

STM is a powerful technique to observe the local electronic states in nanoscopic scale. It has been revealed that superconducting state has the isotropic gap of BCS type, suggesting that boron-doped diamond is the conventional BCS superconductor.

概要

ダイヤモンドは美しい輝きやその物理的性質によって古来から人々を魅了し続けてきた。近年ではその絶縁性のよさ、高い熱伝導性、硬さ、キャリアを注入することで得られる半導体性等の物性によってエレクトロニクスの材料としてさらなる注目を集めています。

2004年、ロシアの研究者Ekimovらのグループが高温高圧下で合成される過剰にホウ素を注入されたダイヤモンド(B-doped Diamond)が超伝導性を有することを発見しました。また、驚くことにダイヤモンドはとても低いキャリア濃度で超伝導性を示すことも発見されました。さらにこの超伝導の振る舞いはCVD法によって作られる薄膜状のダイヤモンドでも再現されます。

前回のバルク的な実験結果を踏まえ、今発表ではSTM(Scanning Tunneling Microscope)を用いたミクロ的な実験結果を取り上げたいと思います。STMはナノスケールでの試料の観察だけではなく、超伝導の特性を観測するにも非常に有効な手段です。STMによる実験結果からホウ素をドーピングされたダイヤモンドが従来のBCS超伝導体であることが観測され、また試料上のVortex(渦糸)の状態も見ることができた。

Reference

B. Sacepe et al. cond-mat/0510541