2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H03686
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田仲 由喜夫 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40212039)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柏谷 聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術部門, 研究員 (40356770)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 奇周波数ペア / 対称性 / 不純物散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）不純物散乱と奇周波数ペア
ｐ波 ｄ波 ｆ波の超伝導体・常伝導体接合において、超伝導体側に不純物散乱が存在する際のペア振幅の計算をEilenberger方程式をといて求めた。不純物散乱はボルン極限からユニタリ極限まで調べた。ｐ波の場合は、零エネルギーアンドレーエフ束縛状態がs波の奇周波数ペアとして表されるため、不純物散乱によらず共鳴は強く残り、零電圧コンダクタンスピークの高さは不純物散乱の強さに依存しない。
（２）2重量子ドットにおける奇周波数クーパー対
2重量子ドットを用いて奇周波数クーパー対を制御する方法を提案した。従来型ｓ波超伝導体と結合した2重量子ドットにおいては、共鳴準位を制御することでクーパー対が２つに分かれた状況を設定できる。さらにドットと超伝導体あるいはドットと常伝導金属との結合の強さを制御することで、奇周波数スピン1重項s波ドット1重項ペアを作り出せることを提案した。この状態は非局所コンダクタンスの測定をした際に電圧依存性に現れることを示した。
（３）2チャンネル近藤格子におけるジョセフソン効果の理論
2チャンネル近藤格子においてはバルクの状態として奇周波数クーパー対が存在することが星野氏(東大）により示されていた。今回星野氏との共同研究で、エッジに形成される奇周波数クーパー対と近藤格子のクーパー対との間のジョセフソン効果の理論研究によりジョセフソン電流に虚数は現れず従来の研究で明らかになった困難は回避されることが示された。
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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
不純物散乱効果をEilenberger方程式を用いて計算する研究は、本年度一定の成果をえることができて論文にまとめるにいたった。しかし、Usadel方程式を用いたTanaka Nazarov理論の拡張はまだできていない。一方で、近藤格子における奇周波数ペアの計算は進展があり、東京大学との共同研究で論文を投稿するにいたった。また2重量子ドット中に奇周波数ペアに関する研究も、進展をえることができて、論文投稿に至った。さらに、2重Rashbaワイヤー系のマヨラナフェルミオンも奇周波数ペアを用いて表されることが明らかになったので予想外の成果といえる。実験では、ロシアのグループとの共同研究が始まった。現在のところおおむね順調にスタートしているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Eilenberger方程式による超伝導体側の不純物が存在する際の準古典理論の整備はおおむね完成したので、不純物散乱の強さ、あるいは不純物散乱の存在する領域の制御を取り入れたモデル計算を広範なパラメータ範囲で実行する。
Usadel方程式による境界条件の再検討を行う。そのため10年前に開発した理論の詳細なチェックを行っている。
実験研究は、表面インピーダンスの測定、dI/dVの測定をロシアMIPTのグループと協力して行う。また超伝導冷凍機の廃熱に奇周波数ペアが利用できないか検討を行う。
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