2017 Fiscal Year Research-status Report
多バンド超伝導体において生成するトポロジカルソリトンの観測
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16K06275
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
西尾 太一郎 東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 准教授 (40370449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有沢 俊一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (00354340)
田中 康資 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (70357440)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | トポロジカルソリトン / 量子位相 / 多バンド超伝導体 / 量子磁束 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、複数の量子位相をもつ多バンド超伝導体において、理論的に示唆されてきた新しいタイプのトポロジカルソリトンの存在を実験的に検証し、トポロジカルソリトンを新しい情報伝達手段とするためのデバイス開発を行うことである。
今年度は、昨年度作製した人工的な多バンド超伝導体であるNb/AlO/Nb膜からなるソリトン発生回路に対して、SQUIDセンサーを用いて量子磁束の観測を行った。実験の結果、トポロジカルソリトンの存在を示す分数量子磁束の直接観測に成功した。また、条件を変えながら量子磁束の生成および観測を行い、デバイス開発のために必要であるソリトンの発生条件の特定を行った。更に実験により明らかになった発生条件を基にしてデバイスの設計を行った。
成果報告として、今年度は論文発表を２件、学会発表３件を行った。論文発表の１件と学会発表３件は、ソリトンの検証実験に関するもので本研究課題の直接的成果である。もう１件の論文発表は、実験結果を基にした新たな理論的提案であり、本研究課題に直接関係する成果である。未発表の実験データがまだ残っているため、次年度においても論文および学会発表の形で公表していきたい。
次年度はデバイス開発を中心として研究が引き続き行われる予定である。デバイスの設計はすでに完了しているので、微細加工技術によるデバイスの作製とSQUIDを用いたソリトン伝播の実験を行う。次年度は本研究課題の最終年度となるため、研究活動をさらに加速させていきたい。
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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
今年度予定していた検証実験が成功し、研究は大幅に進展した。ソリトンの発生条件特定の実験においては、条件の概略を明らかにすることができたものの、詳細については不明な部分がまだあり、今後特定していかなければならない。研究全体としては順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、デバイス開発に注力していく。デバイスの設計はすでに完了しているので、微細加工技術によるデバイスの作製とSQUIDを用いたソリトン伝播の実験を行う。実験結果を基にしてデバイスを改良していく予定である。ソリトン伝播の長距離化などにも力を注ぎ、実用性のあるデバイス開発をめざす。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度液体ヘリウム代などに使用する予定であった予算の額である。液体ヘリウム代は東京理科大学内の予算で賄うことができたため使用しなかった。次年度、液体ヘリウムを使用してデバイス開発を行うため、次年度使用額は液体ヘリウム代にあてる。
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