2026/10/28 更新

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ハンザワ　コウタ
半沢　幸太
hanzawa kota
所属
総合研究院 フロンティア材料研究所 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士（工学） （ 2019年3月 ）

研究キーワード

  • 超伝導体

  • 半導体

研究分野

  • ナノテク・材料 / 無機材料、物性

論文

  • Giant Resistance Switching Ratio Exceeding 106 through a Reversible 2D–3D Structural Phase Transition in Nonequilibrium (Pb1–xSnx)Se Thin Films

    Naoto Hoshi, Sota Abe, Sangjin Choi, Kota Hanzawa, Hiroto Arima, Jun-ichi Yamaura, Shogo Hatayama, Hidenori Hiramatsu, Toshio Kamiya, Takayoshi Katase

    Nano Letters   2026年10月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.nanolett.6c03879

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  • Tellurium trioxide as an n-type wide-gap semiconductor with ultrahigh work functions from first principles

    Tianwei Wang, Teruya Nagafuji, Kota Hanzawa, Hidenori Hiramatsu, Fumiyasu Oba

    Acta Materialia   2026年10月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.actamat.2026.122872

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  • Nonreciprocal Charge Transport in an Iron‐Based Superconductor with Broken Inversion Symmetry Engineered by a Hydrogen‐Concentration Gradient

    Takayuki Nagai, Yukito Nishio, Jumpei Matsumoto, Kota Hanzawa, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Tsuyoshi Kimura

    Advanced Science   13 ( 22 )   2026年2月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Wiley  

    ABSTRACT

    The breaking of spatial inversion symmetry in condensed matter gives rise to intriguing physical properties, such as ferroelectricity, piezoelectricity, spin‐momentum locking, and nonreciprocal responses. Here, we propose that a concentration gradient, which often persists as a quasi‐stable nonequilibrium state with long relaxation times in solids, can serve as a general platform for inversion symmetry breaking. We demonstrate this concept in an epitaxial thin film of the hydrogen‐doped SmFeAsO (Sm1111:H) superconductor with a depthwise hydrogen‐concentration gradient introduced via an optimized topotactic reaction. This film exhibits nonreciprocal charge transport—that is, current‐direction‐dependent resistance—which serves as a key signature of broken inversion symmetry. A pronounced nonreciprocal signal emerges in the vicinity of the superconducting transition, which we attribute to vortex‐motion nonreciprocity arising from an asymmetric pinning landscape created by the hydrogen‐concentration gradient. Owing to the high critical temperature of Sm1111:H, vortex‐origin nonreciprocity is observed above 40 K, representing the highest temperature reported to date among single bulk materials without an artificially hetero‐layered structure. Our findings establish concentration‐gradient engineering as a versatile and broadly applicable route for realizing inversion‐broken states in otherwise centrosymmetric hosts, opening pathways toward a broader landscape of odd‐parity‐driven functionalities.

    DOI： 10.1002/advs.202524270

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    その他リンク： https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/advs.202524270

  • Novel spinel-type selenide semiconductor ZnSc 2 Se 4 and its solid solution with sulfide for photovoltaics

    Kota Hanzawa, Ryoga Nagasawa, Hidenori Hiramatsu

    Nanoscale Horizons   2026年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    A novel spinel-type ZnSc 2 Se 4 semiconductor and its solid solutions exhibit n-type conductivity and wide band-gap tunability from the visible to the near-infrared region, offering a new promising platform for photovoltaic applications.

    DOI： 10.1039/d5nh00721f

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  • Key structural factors for achieving high critical current density in as-grown SmFeAsO epitaxial films by hydrogen doping

    Kazuki Mitsui, Yoshiki Takahara, Kota Hanzawa, Yuki Ogimoto, Masashi Miura, Hidenori Hiramatsu

    2026年

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  • d0 Cation-Based Spinel-Type Sulfide Semiconductors with Color-Tunable Direct-Gap and Ambipolar Dopability

    Kota Hanzawa, Takayuki Nagai, Ryoga Nagasawa, Takayoshi Katase, Hideo Hosono, Hidenori Hiramatsu

    Journal of the American Chemical Society   147 ( 39 )   35935 - 35941   2025年9月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    DOI： 10.1021/jacs.5c12816

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  • Realization of Non‐Equilibrium Wurtzite Structure in Heterovalent Ternary MgSiN2 Film Grown by Reactive Sputtering

    Sotaro Kageyama, Kazuki Okamoto, Shinnosuke Yasuoka, Keisuke Ide, Kota Hanzawa, Yoshiomi Hiranaga, Pochun Hsieh, Sankalpa Hazra, Albert Suceava, Akash Saha, Hiroko Yokota, Kei Shigematsu, Masaki Azuma, Venkatraman Gopalan, Hiroshi Uchida, Hidenori Hiramatsu, Hiroshi Funakubo

    Advanced Electronic Materials   2025年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/aelm.202400880

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  • Nanoscale Origin of Strong Charge Carrier Scattering at Grain Boundaries in Orthorhombic SnSe Semiconductor Thin Films

    Xinyi He, Kenji Matsuo, Takayoshi Katase, Kota Hanzawa, Hideto Yoshida, Shigenori Ueda, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Toshio Kamiya

    ACS Applied Nano Materials   2025年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acsanm.5c00686

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  • Theoretical and data-driven approaches to semiconductors and dielectrics: from prediction to experiment

    Fumiyasu Oba, Takayuki Nagai, Ryoji Katsube, Yasuhide Mochizuki, Masatake Tsuji, Guillaume Deffrennes, Kota Hanzawa, Akitoshi Nakano, Akira Takahashi, Kei Terayama, Ryo Tamura, Hidenori Hiramatsu, Yoshitaro Nose, Hiroki Taniguchi

    Science and Technology of Advanced Materials   2024年12月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1080/14686996.2024.2423600

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  • Quadrupling the depairing current density in the iron-based superconductor SmFeAsO1–xHx

    Masashi Miura, Serena Eley, Kazumasa Iida, Kota Hanzawa, Jumpei Matsumoto, Hidenori Hiramatsu, Yuki Ogimoto, Takumi Suzuki, Tomoki Kobayashi, Toshinori Ozaki, Hodaka Kurokawa, Naoto Sekiya, Ryuji Yoshida, Takeharu Kato, Tatsunori Okada, Hiroyuki Okazaki, Tetsuya Yamaki, Jens Hänisch, Satoshi Awaji, Atsutaka Maeda, Boris Maiorov, Hideo Hosono

    Nature Materials   2024年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Iron-based 1111-type superconductors display high critical temperatures and relatively high critical current densities <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>c</jats:sub>. The typical approach to increasing <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>c</jats:sub> is to introduce defects to control dissipative vortex motion. However, when optimized, this approach is theoretically predicted to be limited to achieving a maximum <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>c</jats:sub> of only ∼30% of the depairing current density <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>d</jats:sub>, which depends on the coherence length and the penetration depth. Here we dramatically boost <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>c</jats:sub> in SmFeAsO<jats:sub>1–<jats:italic>x</jats:italic></jats:sub>H<jats:sub><jats:italic>x</jats:italic></jats:sub> films using a thermodynamic approach aimed at increasing <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>d</jats:sub> and incorporating vortex pinning centres. Specifically, we reduce the penetration depth, coherence length and critical field anisotropy by increasing the carrier density through high electron doping using H substitution. Remarkably, the quadrupled <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>d</jats:sub> reaches 415 MA cm<jats:sup>–2</jats:sup>, a value comparable to cuprates. Finally, by introducing defects using proton irradiation, we obtain high <jats:italic>J</jats:italic><jats:sub>c</jats:sub> values in fields up to 25 T. We apply this method to other iron-based superconductors and achieve a similar enhancement of current densities.</jats:p>

    DOI： 10.1038/s41563-024-01952-7

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  • Wide-Gap p-Type Layered Oxychalcogenides AE2CuInO3Ch (AE: Alkaline Earth; Ch: Chalcogen): Unusually Low Residual Carrier Concentration and Green-to-Red Emission

    Xinyi He, Tatsuya Cho, Takayoshi Katase, Kota Hanzawa, Suguru Kitani, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Toshio Kamiya

    Chemistry of Materials   36 ( 12 )   2024年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)  

    DOI： 10.1021/acs.chemmater.4c00724

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  • Phonon drag thermopower persisting over 200 K in FeSb2 thin film on SrTiO3 single crystal

    Chihiro Yamamoto, Xinyi He, Kota Hanzawa, Takayoshi Katase, Masato Sasase, Jun-ichi Yamaura, Hidenori Hiramatsu, Hideo Hosono, Toshio Kamiya

    Applied Physics Letters   2024年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    <jats:p>FeSb2 is known as a potential low-temperature thermoelectric material with the record-high power factor (PF) originating from the huge phonon drag thermopower (Sg). However, the Sg contribution to PF has been observed only at very low temperatures (T) &amp;lt; 40 K. In this paper, we found that the Sg persists at much higher T up to 240 K and enhances PF in FeSb2 thin films deposited on SrTiO3 single crystals. The FeSb2 films showed phonon drag Sg peak at T ∼ 60 K, and the Sg peak value was largely enhanced from 56 to 208 μV/K by varying film thicknesses from 10 to 100 nm. Due to thickness-dependent Sg contribution, the maximum PF = 31.3 μW/(cm K2) was obtained for a 37-nm thick film. In addition, the onset temperature, where Sg starts to appear, can be largely increased due presumably to the enhanced electron–phonon interaction by phonon leakage from the SrTiO3 substrate to the thin FeSb2 layer. Heterostructuring with an oxide would be an effective approach to enhance the phonon drag effect to increase PF in higher T regions for future thermoelectric cooling and energy conversion devices.</jats:p>

    DOI： 10.1063/5.0204885

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  • Carrier generation and compensation mechanism in La2SnO2S3

    Teruya Nagafuji, Koshiro Osuna, Kota Hanzawa, Tomoya Gake, Soungmin Bae, Zhongxu Hu, Takayoshi Katase, Akira Takahashi, Hidenori Hiramatsu, Fumiyasu Oba

    Journal of Materials Chemistry C   2024年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry (RSC)  

    DOI： 10.1039/d4tc01116c

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講演・口頭発表等

  • 3元系硫化物への キャリア ドーピングと光機能制御 招待

    半沢 幸太, 永井 隆之, 平松 秀典, 細野 秀雄

    第72回応用物理学会春季学術講演会  2025年3月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Analyses of Upper Critical Field for H-Substituted SmFeAsO Epitaxial Films Based on Single- and Multi-Band Theoretical Models

    Iron-based Superconductors:Advances towards applications 2025 (IBS2app 2025)  2025年2月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • スピネル型硫化物へのキャリアドーピングと電子輸送特性評価

    長澤遼河, 半沢幸太, 平松秀典

    第63回セラミックス基礎科学討論会  2025年1月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ペロブスカイト型LaWN 3 エピタキシャル薄膜の光電子物性

    半沢幸太, 平松秀典

    第63回セラミックス基礎科学討論会  2025年1月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ワイドギャップMgSeエピタキシャル薄膜へのp型ドーピング

    山下 耕平, 半沢 幸太, 上田 茂典, 金子 和樹, 橋本 龍一郎, 我毛 智哉, 高橋 亮, 大場 史康, 平松 秀典

    第63回セラミックス基礎科学討論会  2025年1月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 立方晶パイロクロア型Ca2Ta2O7の高圧合成

    福永 朋孝, 半沢幸太, 平松秀典

    第63回セラミックス基礎科学討論会  2025年1月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • p-Type Carrier Doping of a Wide Gap Binary Chalcogenide, MgSe

    山下 耕平, 半沢 幸太, 上田 茂典, 金子 和樹, 橋本 龍一郎, 我毛 智哉, 高橋 亮, 大場 史康, 平松 秀典

    日本MRS年次大会  2024年12月 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Optoelectronic properties of Magnesium Selenide Epitaxial Films

    The 14th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-14)  2024年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Heteroepitaxial Growth of a Perovskite Type Nitride

    The 13th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-13)  2024年2月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • トポタクティック反応を用いた水素ドープ1111型鉄系超伝導体薄膜の電子状態解析

    研究課題/領域番号：22K14601  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    半沢 幸太

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    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    鉄系超伝導体の中で最も高い超伝導臨界温度を有する1111型LnFeAsO（Ln = 希土類金属）はフッ素や水素をドープすることで超伝導を発現する。特に、水素を用いた場合は水素濃度に対する超伝導相図が特異なふるまいを示すことが知られており、超伝導発現起源に迫る上で、水素ドープ1111の物性や電子構造解明は重要な課題である。そのため本研究課題では、水素ドープSmFeAsOエピタキシャル薄膜の基礎物性評価と電子状態評価に取り組んできた。130Tの強磁場下で水素ドープSmFeAsOエピタキシャル薄膜の上部臨界磁場を評価した結果、SmFeAsOが鉄系超伝導体において実測値としては最大の120Tの上部臨界磁場を有することを明らかにし、上部臨界磁場の温度依存性を評価することでこの物質の超伝導対破壊の起源に迫る知見を得た。より詳細な解析を行うためには、様々な水素濃度の試料を比較する必要があるが、現在用いているプロセスでは水素濃度の制御が難しかった。そのため、水素濃度を制御可能なプロセスの開拓を試みた。

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  • バンドフォールディングを利用した高効率硫化物基緑色発光ダイオードの開発

    研究課題/領域番号：20K15170  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    半沢 幸太

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    本研究課題では、歪んだペロブスカイト型構造の化合物ではバンド構造の折り返しをはじめとする光特性に有利な電子構造が実現しやすいことに着目し、ペロブスカイト型構造を有する非酸化物半導体材料を用いた高効率な光デバイス創製を目指し、研究を推進した。高効率なデバイスを実現するためには、高品質なエピタキシャル薄膜の作製が必要不可欠となる。そこで、光学特性に優れる硫化物半導体SrHfS3と強誘電半導体の候補物質である窒化物LaWN3を対象とし、エピタキシャル薄膜の作製を試みた。パルスレーザー堆積法やマグネトロンスパッタ法を用いることで、両者のエピタキシャル薄膜成長にはじめて成功した。

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