Exploration of polar superconductivity and its function in electric field induced conducting surfaces of SrTiO3

Research Project

Project/Area Number	25K07197
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	野島勉東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80222199)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2025: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords	超伝導 / 極性超伝導 / 2次元電子系 / 超伝導と強誘電の共存
Outline of Research at the Start	本研究ではSrTiO3電場誘起伝導表面に発現する、電気極性を持った超伝導状態（極性超伝導状態）の存在およびその物理描像を明らかにするとともに、従来にない超伝導の機能を開拓する。具体的には電流方向、磁場方向をベクトル的に変化させ、発生する高調波電圧ベクトルを測定する手法を駆使して電気分極の大きさと方向を同定し、これに基づく超伝導状態での異方的磁場中輸送特性より極性超伝導状態の具体的なモデルを提案する。その後、この系の特殊な電気分極を利用することにより、面内磁場による面直磁束誘起現象を創出するとともに、電気分極の人工制御にも挑戦する。以上より極性超伝導の物理学の大幅な進展を図る。