New quantum frontier on All-in-One semiconductor platform

• Project/Area Number: 24H00018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section B
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Le DucAnh 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50783594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 正起 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 多元マテリアル創造科学研究部, 主任研究員 (30508198) ; 千葉 貴裕 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (90803297)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥208,000,000 (Direct Cost: ¥160,000,000、Indirect Cost: ¥48,000,000); Fiscal Year 2025: ¥45,500,000 (Direct Cost: ¥35,000,000、Indirect Cost: ¥10,500,000); Fiscal Year 2024: ¥96,330,000 (Direct Cost: ¥74,100,000、Indirect Cost: ¥22,230,000)
• Keywords: All-in-One半導体材料 / 強磁性半導体 / 近接効果 / トポロジカル物質 / 超伝導

Outline of Research at the Start

本研究は従来の半導体材料が持ち得なかった「超伝導の無散逸性」「強磁性の不揮発性」「トポロジーの誤り忍耐性」という新規量子物性機能を近接効果により半導体へ同時に融合する材料変革を目指す。超伝導体/トポロジカル物質/強磁性半導体の高品質ヘテロ接合を作製し、複数の量子状態が融合するこのAll-in-One半導体プラットフォームにより、外場に対する巨大電磁気応答、非相反超伝導効果という新規量子伝導現象を創出すると共に、スピン三重項超伝導、マヨラナフェルミオン状態という新しい量子状態を実現する。次世代エレクトロニクスに資する超高感度量子計測と省エネかつ誤り耐性の強い量子情報処理の基盤技術を創出する。