本研究では「固体物質の電子状態を化学的に制御できる光機能界面を構築することで, 自在に界面電子状態を操ることのできる方法論を確立すること」を目標とした。さらに, この考え方を「超伝導性」に拡張し, その特性を光制御できる新材料を創製することを通じて, 次世代に向けた新規な光機能性材料創製の技術提案を行った。26年度には, 「超高濃度にホウ素をドープしたダイヤモンド」の界面に着目し, 水素終端のダイヤモンド薄膜と, 表面酸化を行ったダイヤモンド薄膜ではその臨界電流値が異なることを見出し, 27年度には, フォトクロミック化合物であるアゾ化合物を表面修飾することで, その超伝導特性を可逆に光制御することに成功した。
Previously, reversible photoswitching of magnetization has been present by interfacing photoresponsive compounds. This strategy could apply to other properties by the appropriate integration of photoresponsive compounds and functional materials. First, superconducting properties of diamond were compared between hydrogen- and oxygen-termination. The critical current density was larger in the H-termination, compared to the O-one, which were reversibly modulated through surface modification. Then, a photoswitchable superconductor was prepared and characterized, in which a photochromic azobenzene molecular layer was immobilized onto the superconducting diamond. The critical current density was controlled reversibly upon photoisomerization of an azobenzene molecule. This effect is explained as the reversible photoisomerization inducing an inhomogeneous electron distribution along the superconducting diamond surface.
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