| Project/Area Number |
23K17876
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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 29:Applied condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
須田 理行 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80585159)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (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 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | キラリティ / 非相反超伝導 / 超伝導ダイオード効果 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / インターカレーション / ファンデルワールス超格子 |
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| Outline of Research at the Start |
物質中に空間反転対称性の破れが存在するとき、非相反電荷輸送が生じる。この非相反
電荷輸送は、超伝導の揺らぎ領域において、常伝導状態に比べて桁外れに増大することが
近年報告され、エネルギー散逸のない超伝導ダイオード実現の観点からも注目を集めてい
る。本研究では、ファンデルワールス層状化合物である遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDs)の層間にキラル分子をインターカレーションすることで空間反転対称性の破れを付与すると同時に、キャリアドーピングによってTMD層を超伝導化し、有限抵抗とゼロ抵抗の切り替えが可能な超伝導ダイオードを実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ファンデルワールス層状化合物である遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDs)の層間にキラル分子をインターカレーションすることで空間反転対称性の破れを付与すると同時に、キャリアドーピングによってTMD層を超伝導化し、空間反転対称性の破れた超伝導体の普遍的な化学的設計指針”を提示すること、またこの空間反転対称性の破れた超伝導体における非相反電荷輸送を最適化することで、有限抵抗とゼロ抵抗の切り替えが可能な超伝導ダイオードを実現することを目的としている。
本年度は、MoTe2に電気化学的インタカレーション法を用いてキラルイオン液体を層間に挿入し、キラルMoTe2を合成した。キラルMoTe2の超伝導転移が3.0 K以下で観測され、転移温度以下において、ACロックイン法による2ωから非相反超伝導状態を観測することに成功した。以上の結果は、3次元アキラル金属である1T-MoTe2へのキラル分子挿入によって、2次元キラル超伝導体が得られたことを示しており、本手法がキラル超伝導体創製の普遍的手法となり得ることを示している。
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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
本年度は、MoTe2に電気化学的インタカレーション法を用いてキラルイオン液体を層間に挿入し、キラルMoTe2を合成した。キラルMoTe2の超伝導転移が3.0 K以下で観測され、転移温度以下において、ACロックイン法による2ωから非相反超伝導状態を観測することに成功した。以上の結果は、3次元アキラル金属である1T-MoTe2へのキラル分子挿入によって、2次元キラル超伝導体が得られたことを示しており、本手法がキラル超伝導体創製の普遍的手法となり得ることを示している。
研究の最終目的である超伝導ダイオード効果は観測できていないものの、その兆候となる非相反超伝導の観測に成功しており、研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の最終目的である超伝導ダイオード効果の観測を目指し、母体となる遷移金属ダイカルコゲナイド、挿入するキラル分子の構造を最適化し、非相反性の増強を目指す。
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