2011 Fiscal Year Annual Research Report
局所マイクロ波複素伝導度測定を用いた量子凝縮層の新しいダイナミクスの研究
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23244070
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
前田 京剛 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (70183605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 雄介 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 准教授 (20261547)
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| Keywords | マイクロ波顕微鏡 / マイクロ波伝導 / 電子液晶 / トポロジカル絶縁体 / クラッピングモード |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,nmの空間分解能をもつ低温マイクロ波顕微鏡を作製し,局所マイクロ波複素伝導度測定を行い,更に,通常の「平均」電気伝導度測定を併用しながら,量子凝縮相の新しい側面,特にダイナミクスを探り,凝縮系研究の新しい研究スタイルを構築することである。具体的には,(1)強相関電子系特有の「電子液晶」状態の素励起・キャリヤダイナミクスの探求(2)トポロジカル絶縁体の表面状態の素励起のダイナミクス,関連する超伝導の機構探求(3)磁束量子コアの内外の複素伝導度を分離して測定とその解釈,新しい素励起の探索などである。本年度の成果は以下の通りであ。
(1)室温動作マイクロ波顕微鏡(10GHz付近)を作製すべく,SPMコントローラーの機種選定・導入を行った。さらに,マイクロ波顕微鏡ヘッド部分の設計を行った。
(2)新たなトポロジカル超伝導体を開発することを目的として,Bi2Se3系列のいくつかのトポロジカル絶縁体を機軸とした物質開発を行った。その結果,世の中で新しいトポロジカル超伝導体と言われている物質群はまったく別の,トポロジカル絶縁体とは関係のない超伝導体である可能性が極めて高いと考えられるに至った。さらに,現在,ある物質では単一相試料を作製作成中である。
(3)トポロジカル超伝導体であるカイラルP波超伝導体の量子渦の低エネルギー準粒子状態に対する不純物効果をt-行列近似で扱う定式化を完了した。これにより,ボルン散乱体からユニタリー散乱体まで、種々のタイプの不純物によるエネルギー散逸機構を統一的に扱うことが可能になる。2次元S波超流動に対するAMbegaokarらによる理論を拡張し、P波超伝導体におけるKT転移の動的性質を記述するプラズマ模型を構築した。これによりトポロジカル超伝導特有の量子渦のダイナミックスの有無を見極めることができる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
我々の研究環境も3月の震災の影響を少なからず受けたこと,また,我々の部局特有の事情であるが,大規模エアコン工事があり,実質3-4ヶ月,研究を停止せざるを得なかったことが,主に実験面での遅れの原因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年次の進捗は計画より遅れてはいるが,研究計画の内容・方向性にはなんら問題があるとは考えられないので,当初の予定を粛々と遂行してゆく。
一方,理論面では,本年度は理論的定式化を完成させることができたので,今後は研究代表者らと協力して,より具体的に実験と理論の共同研究という形で研究を推進していく予定である。次年度は主たる対象物質としてCuがドープされたBi2Se3を選び、その超伝導状態の動的性質に関する理論研究を展開していく予定である。
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