| Project/Area Number |
22K18683
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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 |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | カイラル超伝導 / 円偏波 / 共振器 / マイクロ波 / 円二色性 / 自発磁化 / 空洞共振器 / 誘電体ルチル / ホール伝導度 / 円偏光空洞共振器 / トポロジカル超伝導 / マヨラナ粒子 / 円偏光 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、時間反転対称性が破れたカイラル超伝導体がマヨラナ粒子をもつトポロジカル超伝導体になり得ることが分かり、基礎・応用の両面から盛んに研究されている。本研究では、マイクロ波円偏光空洞共振器を開発し、カイラル超伝導体候補物質において期待される微小な自発磁化を高感度に検出し、カイラル超伝導実現の是非を徹底的に検証する。本研究により、マイクロ波円偏光空洞共振器を構築することができれば、従来のμSR測定やKerr効果測定において問題となる試料サイズや測定感度の問題点を克服した、全く新しいカイラル超伝導体の検証方法を確立できると考える。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed a high-Q circularly polarized cavity using rutile, a dielectric material, to establish a new verification method for chiral superconductors. With this resonator, one can detect the tiny spontaneous magnetization expected in a chiral superconductor with high sensitivity. As a test measurement, we conducted Hall conductivity measurements on small single crystals of Bi under a magnetic field, demonstrating the ability of the circularly polarized resonator to detect the off-diagonal components of the conductivity tensor. We plan to construct a circularly polarized cavity operating at dilution refrigerator temperatures to thoroughly verify the feasibility of chiral superconductivity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
カイラル超伝導体はトポロジカル超伝導体の代表的な候補物質であり、試料表面にマヨラナ粒子が現れることが理論的に指摘されており、その理解はトポロジカル量子計算への応用の観点からも極めて重要である。しかしながら、カイラル超伝導体の検証は実験的に極めて困難であり、候補物質はいくつも報告されているものの、実験的確証には至っていない。したがって、本研究により、カイラル超伝導体の理解が進めば、基礎物理学だけでなく、応用上の観点からも大きな進展が期待される。
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