2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of Quantum Vortex States in Spin-triplet Chiral p-wave Superconductor
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15K17708
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
永合 祐輔 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (50623435)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 低温物性 / カイラル超伝導 / 磁束量子渦 / メゾスコピック系 / 超伝導量子干渉計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スピン3重項カイラルp波超伝導性を反映した特異な磁束量子渦状態の解明に向けて、超伝導量子干渉計(SQUID)用いたメゾスコピックサイズの超伝導Sr2RuO4(SRO)試料の磁化測定を行った。昨年度確立した磁化測定デバイス作製技術を基に、試料およびSQUIDループのサイズを1um程度までさらなる微小化を行い作製したデバイスを用いて実験を行い、以下の成果を得た。
1.中心に円柱型のRuを１個含むSRO-Ru共晶微小片を作製し、s波カイラルp波位相競合下における安定な磁束渦状態を調べた。零磁場冷却実験から、理論予想である超伝導位相競合に伴う磁束渦自発生成を示さない結果を得た。これはSROがカイラル超伝導でない、もしくはカイラル超伝導だがSRO/Ru界面の超伝導結合が非常に弱いことを示唆している。また、磁場印加冷却実験も行い、超伝導位相競合下におけるトラップ量子化磁束の状態を調べた。有限要素法を用いた数値計算を行い、本結果との比較からRu超伝導転移に伴うトラップ磁束分布の変化の様子を明らかにした。以上の結果により、超伝導位相競合を伴うSRO/Ru共晶界面における磁束状態が初めて明らかになり、今後トポロジカル超伝導接合の理解への貢献が期待される。本成果について現在論文投稿中である。
2.リング型SRO微小片において、x-z2軸磁場印加用マグネットを用いて２軸磁場印加下における半整数磁束渦探索実験を行った。しかし、半整数磁束検出には至らなかった。磁場掃引ヒステリシスの結果から、本試料はマルチカイラルドメイン状態のため半整数渦が安定しなかった可能性が示唆される。検出に向けて試料依存性が重要ファクターの一つとなる。本年度は研究代表者の所属異動および研究協力者（学生）不足により、実験が計画通り進まなかったが、さらなる試料準備と実験を行えば半整数磁束検出が期待される。
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Research Products
(5 results)
