| Project/Area Number |
22KJ1963
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| Project/Area Number (Other) |
22J21677 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
河原崎 諒 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 超伝導ダイオード効果 / 空間反転対称性の破れ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は超伝導ダイオード効果の機構解明を目的とする。超伝導ダイオード効果とは、電流を流す方向で超伝導体に流せる電流の限界値である臨界電流が異なっており、順方向の臨界電流と逆方向の臨界電流の間の電流値では、順方向では超伝導状態でゼロ抵抗であるが逆方向では常伝導状態で抵抗が有限となるため、超伝導体が整流作用を示す現象のことである。現代の生活を支える電子機器の数多くに利用されている半導体ダイオードを、電気抵抗がゼロになる超伝導体で代用することが可能になれば、エネルギー損失のない回路が実現可能であり、本研究はその実現を目指すものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、空間反転対称性の破れた超伝導体の超伝導ダイオード効果の機構解明である。昨年度は、空間反転対称性の破れたNb/V/Ta超伝導人工格子が示す超伝導ダイオード効果の極性が磁場を増大させると反転することを確認した。（R. Kawarazaki et.al., Magnetic-field-induced polarity oscillation of superconducting diode effect, Applied Physics Express 15, 113001 (2022)）本年度は、超伝導ダイオード効果の機構解明に向けて、従来のNb/V/Ta人工格子の積層順序を反転させたTa/V/Nb人工格子の作製可能な条件を明らかにした。さらに、作製したTa/V/Nb人工格子が超伝導転移すること、さらに超伝導ダイオード効果を示すことを発見した。来年度は、Nb/V/Ta人工格子、Ta/V/Nb人工格子それぞれの超伝導ダイオード効果の極性と大きさを比較することで、空間反転対称性の破れた超伝導体が示す超伝導ダイオード効果の機構を解明する予定である。また、本年度は超伝導ダイオード効果の実用化に向けて、試料に交流電流を印加した際の整流効果についても確認し、その成果を論文として発表した。（R. Kawarazaki et.al., Rectification Effect of Non-Centrosymmetric Nb/V/Ta Superconductor, Journal of the Magnetics Society of Japan 47, 133 (2023)）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題である空間反転対称性の破れた超伝導体の超伝導ダイオード効果の機構解明に向けて、これまで作製できていたNb/V/Ta人工格子の積層順序を逆転させたTa/V/Nb人工格子の作製条件を明らかにし、それが超伝導転移すること及び超伝導ダイオード効果を示すことを確認した。来年度は、Nb/V/Ta人工格子とTa/V/Nb人工格子の超伝導ダイオード効果の極性及び非相反性の大きさを比較することで、本研究課題のテーマである超伝導ダイオード効果の機構を明らかにする。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度作製したNb/V/Ta人工格子とTa/V/Nb人工格子の超伝導ダイオード効果の極性および非相反性の大きさを比較することで、本研究課題のテーマである空間反転対称性の破れた超伝導体が示す超伝導ダイオード効果の機構を明らかにする。
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