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軌道自由度がある界面2次元電子系における磁性と超伝導の研究

Research Project

Project/Area Number 14J04333
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

中村 康晴  新潟大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords超伝導 / 空間反転対称性のない系 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 奇パリティ超電導 / 空間反転対称性の破れ / 表面/界面 / 面内異方性 / 新奇FFLO超伝導相 / 巨大な上部臨界磁場 / Non-symmorphicな系
Outline of Annual Research Achievements

近年、人工的に生成された界面2次元電子系が多くの注目を浴びており、本研究はこの界面2次元電子系でおこる超伝導についての理論解析を行った。特に電場により界面や表面の超伝導となる遷移金属ダイカルコゲナイドに注目し、磁場中における超伝導の熱力学的安定性について成果を挙げた。
物質同士の界面や真空との表面などは上下を反転させた場合にもとに戻らない、いわゆる「空間反転対称性のない系」となっている。これらの系では空間反転対称性の破れに起因した特殊なスピン軌道相互作用が現れる。この特殊なスピン軌道相互作用は様々な物性に大きな影響を与えることが知られている。超伝導を例にとると、通常の引力で奇パリティ超伝導が安定となりうるなどである。
本研究は2層遷移金属ダイカルコゲナイドでおこる超伝導について理論計算を行った。その結果、本物質の結晶構造に起因して、これらの系では従来示されていた結果よりも磁場中で奇パリティ超伝導が安定となりやすいことを示した。さらにより現実に近いパラメーターでの研究を行うことにより、この奇パリティ超伝導の観測可能性についても議論を行った。上記に加えて層間に他の原子をはさむインターカレーションを行った際に奇パリティ超伝導がどの程度安定化されるかについても議論し、論文を制作し雑誌に投稿した。
本研究は現在多くの注目を集めている単層および2層の遷移金属ダイカルコゲナイドを対象とし、また2000 年になって急激に研究が進んでいる空間反転対称性の破れの効果を調べたものであり、これまで報告例の少ない奇パリティ超伝導が実現している可能性を示すものである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Superconductivity protected by spin-valley locking in ion-gated MoS22016

    • Author(s)
      Yu Saito, Yasuharu Nakamura, Mohammad Saeed Baharamy, Yoshimitsu Kohama, Yuichi Kasahara, Yuji Nakagawa, Masaru Onga, Masashi Tokunaga, Tsutomu Nojima, Youichi Yanase, and Yoshihiro Iwasa
    • Journal Title

      Nature Physics

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 144-149

    • DOI

      10.1038/nphys3580

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] “Multi-Orbital Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnkov State in SrTiO3 Heterostructure”2015

    • Author(s)
      Yasuharu Nakamura and Youichi Yanase
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 84 Issue: 2 Pages: 0247141-9

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.024714

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Non-symmorphic Superconductivity in group-ⅥB transition metal dichalcogenide2015

    • Author(s)
      Y. Nakamura and Y. Yanase
    • Organizer
      CEMS-Topical meeting on Emergent 2D Materials
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      2015-12-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Group-ⅥB遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるNon-symmorphic超伝導2015

    • Author(s)
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • Organizer
      渦糸物理国内会議
    • Place of Presentation
      福岡県休暇村志賀島
    • Year and Date
      2015-12-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-centrosymmetric superconductivity in non-symmorphic system MoS22015

    • Author(s)
      Y. Nakamura and Y. Yanase
    • Organizer
      New Quantum Phases Emerging from Novel Crystal Sructure
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2015-09-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるNon-symmorphic超伝導2015

    • Author(s)
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • Organizer
      日本物理学会2015年度秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるNon-symmorphic超伝導2015

    • Author(s)
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • Organizer
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」kick-off meeting
    • Place of Presentation
      神戸大学総合研究拠点コンベンションホール
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Spin-orbit coupling and superconductivity in MoS22015

    • Author(s)
      Y. Nakamura and Y. Yanase
    • Organizer
      Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
    • Place of Presentation
      CICG, Geneva, Switzerand
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non-symmorphicな系MoS2における超伝導2015

    • Author(s)
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • Organizer
      多自由度と相関効果が生み出す超伝導の新潮流
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理研究所
    • Year and Date
      2015-06-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] MoS2におけるスピン軌道相互作用と超伝導2015

    • Author(s)
      中村康晴
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] “Multi-orbital FFLO superconductivity in SrTiO3 heterostructures”2014

    • Author(s)
      Yasuharu Nakamura
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      Campus Saint Martin d'Heres Grenoble, France
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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