Real time observation of vortex dynamics using microwave microscope
| Project/Area Number |
20K20891
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 13:Condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Maeda Atsutaka 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (70183605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 雄介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20261547)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | マイクロ波顕微鏡 / フラックスフロー / ホール効果 / 鉄カルコゲナイド / BdG方程式 / 銅酸化物高温超伝導体 / フラックス・フロー / 磁束量子 / 超伝導 / 摩擦の物理 / スペクトロスコピー |
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| Outline of Research at the Start |
摩擦現象によるエネルギーの損失を減らすことは人類の永遠の課題である。これを大目的とし，その為に，界面摩擦と同じ運動方程式をもつ超伝導体磁束量子格子のダイナミクスをモデル系として利用して問題攻略の糸口を探る。具体的には，マイクロ波顕微鏡（空間分解能100nm）を導入し，運動する磁束量子一本がピン止め中心との相互作用で周辺に引き起こす局所的電流密度変化を実時間計測し，その変化が周辺の磁束量子へ散逸する過程の詳細も克明に記録することで，当初目的を達成する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This project aims to clarify the complicated mechanism of the energy dissipation by the driven vortices of superconductors. Because of the Covid-19 issue and the shortage of liquid He caused by the Russian invasion, we have not yet achieved the initial purpose. The achievements are as follows. (1) We have fabricated the AFM-type scanning microwave microscope which works at liquid helium temperature. (2) Using time dependent GL equation, we obtained the driving force acting on a moving vortex and clarified its origin. (3) We developed the microwave Hall effect measurement system for highly conductive materials and investigated the microwave flux-flow Hall effect of high-Tc cuprates and FeSe, all of which are expected to have quantum clean vortex cores. In cuprates, we observed large Hall angles as is theoretically expected. On the other hand, in FeSe, the Hall angle is small because of the cancelation by two different bands. This is a novel phenomenon of a multiband superconductor.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は，摩擦によるエネルギー損失の減少を大目標とし，界面摩擦と同じダイナミクスに従う超伝導体磁束量子格子をモデル系として利用して問題攻略の糸口を探るのを大目的としている。従って，超伝導体磁束量子が運動することによる複雑なエネルギー機構を解明することができれば，より一般的に摩擦によるエネルギー損失の減少につなげることが可能である。
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Report
(4 results)
Research Products
(60 results)
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[Presentation] マイクロARPESによるFeSe薄膜の純粋ネマティック相の電子状態2023
Author(s)
中山耕輔, 鍋島冬樹, 久保田雄也, 相馬清吾, 田中清尚, 北村未歩, 堀場弘司, 組頭広志, 高橋隆, 矢橋牧名, 前田京剛, 佐藤宇史
Organizer
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[Presentation] FeSe薄膜における純粋ネマティック相の研究2022
Author(s)
久保田雄也, 鍋島冬樹A, 中山耕輔, 大隅寛幸, 田中良和, 玉作賢治, 鈴木剛, 岡﨑浩三, 佐藤宇史, 前田京剛, 矢橋牧名
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日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] Fe(Se, Te)高温超伝導薄膜の高分解能ARPES2020
Author(s)
中山耕輔, 坪野竜治, 大和田健太, 鍋島冬樹, 色摩直樹, 石川智也, 崎下雄稀, 前田京剛, 高橋隆, 佐藤宇史
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
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[Presentation] 高濃度S置換Fe(Se, S)薄膜における磁気秩序2020
Author(s)
鍋島冬樹, 河合優茉, 色摩直樹, 崎下雄稀, A. Suter, パクサンウン, 小宮世紀, 一瀬中, 足立匡, 前田京剛
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
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