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ファンデルワールス結晶における新奇超伝導非線形電荷輸送現象

Research Project

Project/Area Number 21J13426
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

板橋 勇輝  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords超伝導 / 空間反転対称性の破れ / 整流特性
Outline of Research at the Start

本研究では空間反転対称性の破れた2次元超伝導体に着目し、そのダイオード特性を示す非線形な応答に着目し、その振る舞いや超伝導物性との関連を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

近年では界面系や原子層膜、劈開膜や電界誘起超伝導といった高結晶性を持った2次元超伝導体が実現可能となり、その特異な物性が盛んに研究されている。このような高結晶性2次元超伝導体は結晶対称性を反映している、或いは界面系で実現されるために空間反転対称性の破れが付随し、空間反転対称性の破れた超伝導体の新たな物質群を形成していると見做すことができる。このように、2次元超伝導体において空間反転対称性の破れに起因する物性にアプローチが可能となっている一方、明らかとなったのは上部臨界磁場など一部の物性に留まっており、未だ報告例も寡少である。そのため、種々の2次元超伝導体において、結晶の空間反転対称性の破れに起因する物性の開拓が望まれる。
本研究では空間反転対称性の破れた層状超伝導体に着目し、その空間反転対称性の破れに起因する無磁場下での2次の非線形応答(整流特性)を明らかにした。
今年度は、空間反転対称性の破れた超伝導体としてバルクで3回回転対称を有したPbTaSe2に着目し、常伝導相及び超伝導相でのtrigonalな対称性を反映した非線形信号を観測した。具体的には、整流性を示す2次の非線形抵抗の方位、温度、電流依存性を測定し、この整流応答が結晶の対称性に起因するということ、そして、超伝導状態での非線形信号が、常伝導状態と比べて2桁以上も増強されていることを明らかにした。また、超伝導状態における非線形信号が、熱的に励起されたボルテックス-アンチボルテックスの3回対称結晶中でのダイナミクスに起因するということを提唱した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Giant second harmonic transport under time-reversal symmetry in a trigonal superconductor2022

    • Author(s)
      Itahashi Yuki M.、Ideue Toshiya、Hoshino Shintaro、Goto Chihiro、Namiki Hiromasa、Sasagawa Takao、Iwasa Yoshihiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1659-1659

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29314-4

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Nonlinear Hall effect under time reversal symmetric condition in trigonal superconductor PbTaSe22022

    • Author(s)
      Yuki Itahashi, Toshiya Ideue, Shintaro Hoshino, Chihiro Goto, Hiromasa Namiki, Takao Sasagawa, Yoshihiro Iwasa
    • Organizer
      American Physical Society (APS) March Meeting 2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3回対称超伝導体PbTaSe2における超伝導非線形異常ホール効果2022

    • Author(s)
      板橋勇輝、井手上敏也、星野晋太郎、後藤千裕、並木宏允、笹川崇男、岩佐義宏
    • Organizer
      日本物理学会2022年年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] PbTaSe2における非線形異常ホール効果2021

    • Author(s)
      板橋勇輝、井手上敏也、星野晋太郎、後藤千裕、並木宏允、笹川崇男、岩佐義宏
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonlinear anomalous Hall effect in trigonal superconductor PbTaSe22021

    • Author(s)
      Yuki Itahashi, Toshiya Ideue, Shintaro Hoshino, Chihiro Goto, Hiromasa Namiki, Takao Sasagawa, Yoshihiro Iwasa
    • Organizer
      第61回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonlinear transport under time reversal symmetry in trigonal superconductor PbTaSe22021

    • Author(s)
      Yuki Itahashi, Toshiya Ideue, Shintaro Hoshino, Chihiro Goto, Hiromasa Namiki, Takao Sasagawa, Yoshihiro Iwasa
    • Organizer
      Trans-scale Materials Science Workshop
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonlinear anomalous Hall effect in trigonal superconductor PbTaSe22021

    • Author(s)
      Yuki Itahashi, Toshiya Ideue, Shintaro Hoshino, Chihiro Goto, Hiromasa Namiki, Takao Sasagawa, Yoshihiro Iwasa
    • Organizer
      Recent Progress in Graphene & 2D Materials Research
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonlinear anomalous Hall effect in trigonal superconductor PbTaSe22021

    • Author(s)
      Yuki Itahashi, Toshiya Ideue, Shintaro Hoshino, Chihiro Goto, Hiromasa Namiki, Takao Sasagawa, Yoshihiro Iwasa
    • Organizer
      The 8th International Workshop on 2D Materials
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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