2022 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamical property of topological physics in multi-dimensional space of superconducting phase at multi-terminal Josephson junction
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18K13484
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
横山 知大 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (40708525)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ジョセフソン効果 / 多端子系 / ワイル特異点 / トポロジカル相 / 異常ジョセフソン効果 / ジョセフソンダイオード効果 / スピン軌道相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多端子系ジョセフソン接合におけるワイル特異点の創発と系の制御による特異点の移動、特異点の対消滅・対生成をともなる軌道によるトポロジカル相の新たな分類に着手した。ワイル特異点は２つずつの正と負のトポロジカル電荷を持つ４つの組みで現れる。４端子系で系を電気的制御する場合、２つの対消滅・対生成は同時に生じる。従って、トポロジカル相転移は特異点の数が４と０の間でのみ生じる。一方、５端子系で超伝導位相制御で特異点の対消滅・対生成が生じる場合、それらは同時に起きず、相転移は特異点の数が４、２、０の間で生じる。前年度の報告で示した、同一または隣接する（位相差空間での）ブリュアンゾーンの特異点間で生じる開軌道・閉軌道をその相転移の順序によって動的トポロジカル相として説明できる。本成果は論文として執筆中である。
多端子系ではトポロジカル物性に加えて、スピン軌道相互作用なしで異常ジョセフソン効果が創発される。異常ジョセフソン効果は２つの超伝導端子間に位相差がないにも関わらずジョセフソン電流が流れる現象である。多端子化によって材料に依存しない異常ジョセフソン効果、およびそれに起因したジョセフソンダイオード効果を得た。その理論計算は実験結果を定量的によく説明する。実験素子ではゼロエネルギー状態が安定的に生じている。これは素子にはたらくスピン軌道相互作用に起因しており、理論的な議論と一致している。以上の実験グループとの共同研究も論文３報として投稿中である。
その他、電磁場と素励起応答などに関して成果を報告している。
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[Journal Article] Quantum-Coherence-Enhanced Hot-Electron Injection under Modal Strong Coupling2023
Author(s)
Yen-En Liu, Xu Shi, Tomohiro Yokoyama, Soshun Inoue, Yuji Sunaba, Tomoya Oshikiri, Quan Sun, Mamoru Tamura, Hajime Ishihara, Keiji Sasaki, and Hiroaki Misawa
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Journal Title
ACS Nano
Volume: xx
Pages: xx
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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