2018 Fiscal Year Research-status Report
微小な超伝導単結晶薄膜に閉じ込めた量子渦状態と制御
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17K05537
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
小久保 伸人 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80372340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡安 悟 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50354824)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超伝導素子 / 量子渦 / メゾスコピック系 / SPMプローブ顕微鏡（SSM） / 低温物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小な超伝導体では、試料形状の対称性を反映した、バルクには決して現れないメゾスケール特有の量子渦状態が出現する。その中で最も興味深いのが反量子渦・量子渦分子の形成である。三角形状の微小超伝導体の場合、試料中心に誘起される反量子渦の周囲を、形状の対称性を満足するように量子渦の三角配列が囲うとされる。詳細な磁気相図の計算が行われ、出現が期待される温度・磁場領域が提案されてきたが、実験的な観測は困難を極め、未だ実証に至っていない。本研究では、微小超伝導体に微細孔（アンチドット）を導入し、反量子渦・量子渦分子に相当した反磁束・磁束状態の誘起とその直接観測を高感度な磁気顕微鏡を用いて目指した。平成３０年度は前年度に見出した磁束トラップ効果と磁場反転操作による反磁束・磁束状態の誘起手法の有効性と再現性の検証、さらに誘起された反磁束・磁束状態の安定性を調べた。その結果、異なる試料で反磁束・磁束状態を再現できたが、反磁束・磁束状態の安定性については課題を残した。アモルファス超伝導膜の不均一性に起因する量子渦の侵入と、その後に起こる反磁束との対消滅がその原因の一つと考えられる。そこで均質性に優れた2H-NbSe２単結晶超伝導体に着目し、層状物質の特徴を利用した機械剥離と微細加工を組み合わせることで、アンチドットをもつ微小試料を作製した。次年度は、微小な超伝導単結晶膜試料の磁気相図を実験的に見出し、温度や磁場に対する反磁束・磁束状態の安定性を調べる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度に見出した反磁束・磁束状態を、異なる形状のアモルファス微小三角形超伝導薄膜において確認できたが、誘起した反磁束・磁束状態の安定性については課題を残した。当該年度の研究計画は“やや遅れている”と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題であった対消滅をもたらす試料の不均一性の影響をできるだけ排除するため、均質性に優れたNbSe2単結晶超伝導体の微小試料を測定対象とする。反磁束・磁束状態を含む磁気相図を実験的に見出し、温度や磁場に対する反磁束・磁束状態の安定性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
未使用額は、劈開試料作製に必要な消耗品の他、走査SQUID磁気顕微鏡の追加実験に必要な寒剤や旅費等の経費に充てたい。
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