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2017 Fiscal Year Research-status Report

層状ルテニウム酸化物から探る量子異常とトポロジー

Research Project

Project/Area Number 17K14326
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

延兼 啓純  北海道大学, 理学研究院, 助教 (60550663)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywordsスピン三重項超伝導 / トポロジー / 量子アノマリー
Outline of Annual Research Achievements

スピン三重項超伝導体Sr2RuO4における量子異常とそのトポロジーを明らかにするために、電子輸送測定により電場・磁場印加における量子ホール効果の測定を行った。これまでの研究において数十から数百ナノメートルの膜厚の試料を測定していたことから、本年度はさらに薄い試料を作製し、電子ビームリソグラフィーにおいて電極付けを行った。FIB装置で試料をホールバー形状に加工する前にまず作製した試料を低温まで冷却し、磁気輸送現象を調べた。また別の試料を用いて、イオン液体を用いた電気二重層ゲーティングによるキャリアドーピングの効果を調べた。測定結果はこれまで得られている量子抵抗が再現よく観測された。また、新しい興味深い電場・磁場依存性に関する実験結果が得られている。このことから次年度も継続してその詳細を調べていく予定である。
SrをCaに置換したCa2RuO4はバルク結晶で反強磁性モット絶縁体を示すが、圧力・電場等で多彩な基底状態になることが知られている。我々はSr2RuO4がスピン三重項超伝導を示すことからCa2RuO4の物性に興味を持ち、これまでのSr2RuO4微小単結晶のノウハウを活かしつつ、Ca2RuO4の微小単結晶の作成に取り組んだ。マイクロ・ナノスケールできれいな単結晶の作成に成功した。そしてSr2RuO4と同様にCa2RuO4においても輸送現象の膜厚依存性やバイアス電流依存性を調べたところバルクCa2RuO4とは異なる興味深い結果が得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の想定よりも興味深い結果が得られており、現在のところ順調に進展している。特に、Ca2RuO4の微小結晶の作成に取り組み、興味深い成果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

今後はFIB装置を用いた試料への加工を行い、その量子輸送現象を調べていく予定である。

Causes of Carryover

本年度購入を予定していた電子部品の購入を翌年度に変更したため。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Chern structure in the Bose-insulating phase of Sr2RuO4 nanofilms2017

    • Author(s)
      H. Nobukane, T. Matsuyama, and S. Tanda
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 41291 1-8

    • DOI

      10.1038/srep41291

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Observation of two dimensional high-Tc superconductivity in a Ca2RuO4 nanofilm single crystal2018

    • Author(s)
      H. Nobukane, K. Yanagihara, Y. Kunisada, Y. Ogasawara, K. Nomura, T. Nomura, T. Akiyama, Y. Asano and S. Tanda
    • Organizer
      APS March Meeting 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-Tc superconductivity in ruthenates2018

    • Author(s)
      Hiroyoshi Nobukane
    • Organizer
      Japanese-Russian JSPS-RFBR project
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノスケールCa2RuO4単結晶におけるBKT転移の観測2018

    • Author(s)
      小笠原優仁、柳原興世、延兼啓純、國貞雄治、野村一成、能村貴宏、秋山友宏、浅野泰寛、丹田聡
    • Organizer
      日本物理学会 2018年第73回年次大会
  • [Presentation] Observation of two dimensional high-Tc superconductivity in a Ca2RuO4 nanofilm2017

    • Author(s)
      H. Nobukane, K. Yanagihara, Y. Kunisada, Y. Ogasawara, K. Nomura, T. Nomura, T. Akiyama, Y. Asano and S. Tanda
    • Organizer
      Topological Matter and Flat Bands Conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Two dimensional high-Tc superconductivity in a Ca2RuO4 nanofilms2017

    • Author(s)
      H. Nobukane, K. Yanagihara, Y. Kunisada, Y. Ogasawara, K. Nomura, T. Nomura, T. Akiyama, Y. Asano and S. Tanda
    • Organizer
      International School and Workshop on Electronic Crystals ECRYS-2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantized conductance and the topological invariant in Sr2RuO42017

    • Author(s)
      H. Nobukane, T. Matsuyama and S. Tanda
    • Organizer
      International School and Workshop on Electronic Crystals ECRYS-2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chern structure in the Bose-insulating phase of a Sr2RuO4 nanofilm2017

    • Author(s)
      H. Nobukane, T. Matsuyama and S. Tanda
    • Organizer
      Topological Matter and Flat Bands Conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High temperature superconductivity in a Ca2RuO42017

    • Author(s)
      H. Nobukane, K. Yanagihara, Y. Kunisada, Y. Ogasawara, K. Nomura, T. Nomura, T. Akiyama, Y. Asano and S. Tanda
    • Organizer
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chern invariant in a Sr2RuO42017

    • Author(s)
      H. Nobukane, T. Matsuyama and S. Tanda
    • Organizer
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] へき開薄膜化した層状銅酸化物絶縁体の輸送現象2017

    • Author(s)
      中村一, 延兼啓純, 近藤広康, 市村晃一, 丹田聡
    • Organizer
      日本物理学会 2018年第73回年次大会
  • [Presentation] 1T-TaS2薄膜試料の磁気抵抗とホール抵抗測定2017

    • Author(s)
      近藤広康, 中村一, 延兼啓純, 中津川啓治, 市村晃一, 黒澤徹, 丹田聡
    • Organizer
      日本物理学会 2018年第73回年次大会
  • [Presentation] 擬一次元有機導体(TMTTF)2XのSTM分光2017

    • Author(s)
      本間弘樹, 延兼啓純, 市村晃一, 河本充司, 松永悟明
    • Organizer
      日本物理学会 2018年第73回年次大会
  • [Presentation] 2次元Ca2RuO4における高温超伝導2017

    • Author(s)
      延兼啓純、柳原興世、國貞雄治、小笠原優仁、野村一成、能村貴宏、秋山友宏、浅野泰寛、丹田聡
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [Presentation] 次元制御によるNbS2の基底状態2017

    • Author(s)
      田畑裕一、延兼啓純、酒部大樹、丹田聡
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [Presentation] Ca2RuO4ナノスケール単結晶における輸送現象2017

    • Author(s)
      柳原興世、延兼啓純、野村一成、能村貴宏、秋山友宏、丹田聡
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会、大阪大学
  • [Remarks]

    • URL

      http://exp-ap.eng.hokudai.ac.jp/~nobukane/wiki/index.php?Top

URL: 

Published: 2018-12-17  

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