2017 Fiscal Year Annual Research Report
Manipulation of vortex and anti-vortex states in small superconductors with antidots
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26287075
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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 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50354824)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超伝導素子 / メゾスコピック系 / 量子渦（磁束量子） / 走査プローブ顕微鏡（SSM） / 低温物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに微細孔（アンチドット）をもつ正方形微小超伝導体で見出した反量子渦の観測をより確かなものとすると同時に、これを正常の量子渦と共存した反量子渦・量子渦分子の観測に挑戦するため、当初の補助事業期間を一年延長して走査SQUID磁気顕微鏡による観察実験を続けた。正方形試料に誘起される反量子渦・量子渦分子は、試料中心に反量子渦、その周りに正方形の対称性を満足する形で正常の量子渦が誘起される。極めて小さな試料（あるいは超伝導・常伝導境界の僅かな温度域）で出現するが、試料が大きくなると反量子渦と量子渦の対消滅により別の量子渦状態へ転移するため、既存の技術が扱える試料サイズで反量子渦・量子渦分子を観測することは困難と考えられてきた。我々は、対消滅の問題を解決すべく、量子渦の配置がピン止め効果で安定化するアンチドットを微小超伝導体に導入し、その量子渦状態の観測をこれまで行ってきた。アンチドットの配置を見直し、量子渦の侵入経路にアンチドットを設けた結果、完全ではないが反量子渦と量子渦の共存状態の観測に成功した。共存状態の誘起を妨げる表面バリアの問題は課題であったが、磁場反転時の磁場掃引の速さを調整することで、解決できることも分かった。この手法をさらに改善すれば、完全な反量子渦・量子渦分子の観測が視野に入るだけでなく、メゾスケールにおける未解決問題のさらなる解明や量子渦をつかった応用研究への展開も期待できる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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