2017 Fiscal Year Annual Research Report
2次元トポロジカル絶縁体と超伝導体の接合におけるスピン依存伝導
Publicly Offered Research
| Project Area | Frontiers of materials science spun from topology |
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| Project/Area Number |
16H00984
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松尾 貞茂 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90743980)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マヨラナ粒子 / 超伝導 / 半導体ナノ細線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トポロジカル絶縁体の発見を契機に、固体物性においてトポロジカル相の物性研究が活発に行われている。その中でも、超伝導体とトポロジカル絶縁体の接合はマヨラナ粒子の実現が予言されていることもあり、非常に注目を集めている。本研究では、この超伝導体とトポロジカル絶縁体の接合系の電子輸送特性におけるスピン依存性を明らかにすること、とくに、量子スピンホール状態のヘリカル端状態でのクーパー対分離と量子ホール状態でのスピン三重項超伝導近接効果の存在を実証することを目的に研究を行っている。
昨年度始めた高移動度InAs量子井戸基板上に形成した量子細線の電気測定を行った結果、1次元電子系で期待される朝永ラッティンジャー液体（TLL）的ふるまいが観測された。また、このTLLのふるまいからラッティンジャー液体パラメータを求めると0.3と小さな値となることがわかった。このことはInAs量子細線が大きな電子間相互作用を有しており、理論提案にあるような電子相関を利用したトポロジカル超伝導現象の実現に適していることが分かった。
さらに、この研究目的に挙げていたクーパー対分離に関して、ヘリカル状態ではないが二つの並列なInAsナノ細線において量子ドットを介したクーパー対分離とドットを介さない弾道的な電子輸送でのクーパー対分離を共に初めて実証することに成功した。さらに、後者では分離効率が100％を超えることも実証した。これらは並列な二つの１次元電子系においてもクーパー対分離がおきること、電子相関により分離効率が増大することを示しており、将来的な量子情報処理デバイスへの応用やパラフェルミオンの実現にもつながる非常に重要な結果である。
加えて、コルビノ型ジョセフソン接合の実験も行い、ジョセフソン渦糸の大きさと評価とそのゲート制御に成功した。
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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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Research Products
(35 results)
