2012 Fiscal Year Research-status Report
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24740222
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
笠原 裕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10511941)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 電界誘起超伝導 / 電気二重層トランジスタ / 超伝導対称性 |
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| Research Abstract |
本研究は、近年注目を集めている電界誘起相転移現象について、その材料および物性の飛躍的な展開と電界誘起超伝導の基礎物理の理解を目的とし、材料探索および探索手法の開発とデバイス特有の構造非対称性と強電界に由来する反転対称性の破れた電界誘起超伝導状態について、反転対称性の破れの及ぼす影響を解明する。このような目的のもと、平成24年度には(1)「電気二重層キャパシタのその場磁化測定」による電界誘起相転移の探索、(2) 電界誘起相転移検出のための新手法の開発、(3) 酸化物ヘテロ接合二次元電子の電子状態の解明、を行った。以下、各項目の成果の概要を示す。
(1)「電気二重層キャパシタのその場磁化測定」による新しい電界誘起超伝導物質の発見には至っておらず、トランジスタ構造で電界誘起超伝導物質が発見されたものであっても、非接触検出するには至らなかった。(2)そこで、スループット向上のために新しい探索手法、「平面コイルによる磁場侵入長測定」を開発した。これにより、既に電界誘起超伝導が報告されているMoS2において、非接触検出に成功した。本手法は探索に有用なだけではなく、磁場侵入長測定の精密測定から超伝導ギャップ構造の決定が可能であり、反転対称性の及ぼす影響を調べることが可能となった。(3)酸化物ヘテロ接合界面に形成される二次元電子の性質はほとんど明らかになっておらず、電界誘起超伝導の舞台ともなる酸化物界面電子系のミクロな電子状態の解明が必須である。そこで、MgZnO/ZnOヘテロ接合二次元電子系においてマイクロ波応答を詳細に調べ、電子相関効果が顕著に現れ、電子有効質量が大きく増大することを明らかにした。
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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
電界誘起量子相の探索について、応募者は「電気二重層キャパシタのその場磁化測定」を開発し探索を行ったが、新たな超伝導体は発見されず、スループットの向上には至らなかった。しかしながら、より検出感度の高い手法の開発を並行して行い、実際に探索手法としてだけではなく、反転対称性の効果を超伝導対称性を通じて調べることが可能な「平面コイルによる磁場侵入長測定」の開発に成功した。したがって、研究の進捗は計画通りではないものの、予想の範囲であり、計画書に示した対応をとることによってリスクを軽減することができた。次年度に向けた研究進捗状況はほぼ計画通りとなっている。また、酸化物界面電子系の電子状態を解明するなど、当初は予期していなかった成果もあり、研究目的の達成のために必要なデータ収集を行うことが出来た。したがって、当初の計画は概ね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度において「平面コイルによる磁場侵入長測定」の開発、電界誘起超伝導の非接触検出に成功したことを受け、平成25年度には上記手法による材料探索を推進するとともに、磁場侵入長の精密測定を行い反転対称性の超伝導に及ぼす影響を明らかにする。
さらに、超伝導/常伝導/超伝導接合(SNS接合)を用いたパイ接合・エッジ接合を作製し、超伝導波動関数の位相成分の角度依存性を通して超伝導対称性を決定する。電界によらずスピン一重項超伝導となる物質、鉛やニオブの超薄膜（<10 nm）について、上記のパイ接合・エッジ接合を作製し、強電界前後での対称性の変化について検証する。反転対称性の破れの大きさは物質の構成元素質量によっても決まるため、電場の強さ・物質依存性により反転対称性の破れの超伝導状態に及ぼす影響を解明する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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[Presentation] Specific Heat Study of Fullerene Superconductors near the Mott Transition2013
Author(s)
Yuichi Kasahara, Yuki Takeuchi, Ruth H. Zadik, Alexey Y. Ganin, Yasuhiro Takabayashi, Matthew J. Rosseinsky, Kosmas Prassides, Yoshihiro Iwasa
Organizer
Workshop on Superconductivity and Magnetism associated with Geometry and Dimensionality from Organics to Inorganics (SuMO2013)
Place of Presentation
Tohoku University WPI Advanced Institute for Materials Research(WPI-AIMR), Sendai
Year and Date
20130516-20130517
Invited
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[Presentation] Specific Heat Study of Expanded Fullerides2013
Author(s)
Yuichi Kasahara, Yuki Takeuchi, Ruth H. Zadik, Alexey Y. Ganin, Yasuhiro Takabayashi, Matthew J. Rosseinsky, Kosmas Prassides, Yoshihiro Iwasa
Organizer
17th International Symposium on Intercalation Compounds (ISIC17)
Place of Presentation
Sendai International Center, Sendai
Year and Date
20130512-20130516
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[Presentation] Thermodynamic investigation of the Electronic States of Expanded Fullerides2012
Author(s)
Yuichi Kasahara, Yuki Takeuchi, Ruth H. Zadik, Alexey Y. Ganin, Yasuhiro Takabayashi, Matthew J. Rosseinsky, Kosomas Prassides, Yoshihiro Iwasa
Organizer
Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S 2012)
Place of Presentation
Omni Shoreham Hotel, Washington, DC, USA
Year and Date
20120729-20120803
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[Presentation] 重い電子系の電界制御2012
Author(s)
綿重達哉,下澤雅明,安元智司,中村昌幸,池田浩章,笠原裕一,岩佐義宏,寺嶋孝仁,芝内孝禎,松田祐司
Organizer
日本物理学会2012年秋季大会
Place of Presentation
横浜国立大学
Year and Date
2012-09-21
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