Quantum shot noise measurements by the four-probe machine and direct detection of Bose metals

• Project/Area Number: 23H00265
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 長谷川 修司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00228446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 了太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40633962)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥47,320,000 (Direct Cost: ¥36,400,000、Indirect Cost: ¥10,920,000); Fiscal Year 2025: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000); Fiscal Year 2024: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000); Fiscal Year 2023: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
• Keywords: 量子ショットノイズ / ４探針プローブ / 原子層超伝導 / ボーズ金属 / トンネル分光

Outline of Research at the Start

超高真空中で極低温での極限状態での計測技術を発展させ、電気伝導度とトンネルスペクトルの計測に加えて、トンネル電流のショットノイズを同時測定する技術を開発する。これによって、我々が発見した原子層超伝導に特有な「ボーズ金属」状態を直接検出する。この状態は、超伝導状態のようにクーパー対が形成されているが、その波動関数がマクロなスケールでコヒーレントな状態になっていないためにゼロ抵抗状態にならない状態であり、２次元超伝導の揺らぎの効果を直接示す現象である。常伝導金属のようなフェルミ統計ではなくボーズ統計にしたがう金属相であり、極めて興味深く、ナノスケールサイズの物体の物性研究のフロンティアを広げる。