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Creation of functional surface superconductors based on high Debye temperature and the Rashba effect

Research Project

Project/Area Number 17J06998
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

一ノ倉 聖  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 ナノシステム分野 表面量子相物質グループ, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords超伝導
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、半導体表面上において、基板の高いデバイエネルギーと表面におけるラシュバ効果により高い臨界温度・臨界磁場を持つ超伝導を実現することを目指している。本年度は特に後者のテーマ、すなわちラシュバ効果による臨界磁場の向上の実証を目標とした。物質としては、シリコン表面上でタリウムと鉛が2次元的に再構成したSi(111)-√3x√3-(Tl,Pb)に着目した。これまで、ARPES測定と電気抵抗測定によりSi(111)-√3x√3-(Tl,Pb)は分裂幅250 meVと大きなラシュバ効果とTc = 2.3 Kの超伝導を併せ持つことがわかっており、本研究では新たに面内磁場中での特性を調べた。すると、5 Tでもほとんど転移温度に変化がないことが明らかとなった。2次元超伝導体では、平行磁場に対しては常磁性効果によって対破壊が起きる。BCS理論によるとその値(パウリ限界)は1.86×Tc = 4.4 Tで与えられるが、今回観測された上部臨界磁場は明らかにパウリ限界を超えている。この結果は、ラシュバ効果によって臨界磁場が向上したことを意味している。その結果をInternational symposium of surface science及び日本物理学会で報告・議論し、ラシュバ効果と超伝導の関連性をより正確に計算するため、理論物理の専門家との共同研究を開始した。今後は、本年度に得られた実験結果に共同研究の計算結果を合わせ、物理専門誌への報告を行う予定である。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2018 2017

All Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Presentation] ラシュバ効果を持つ単原子層超伝導体における面内臨界磁場の増大2018

    • Author(s)
      一ノ倉聖、吉澤俊介、内橋隆
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 8th International Symposium on Surface Science, “Superconductivity on Rashba spin splitting surface: Si(111)-√3×√3-(Tl, Pb)2017

    • Author(s)
      S. Ichinokura, A. V. Matetskiy, L. V. Bondarenko, A. Y. Tupchaya, D. V. Gruznev, S. Yoshizawa, T. Uchihashi, A. V. Zotov, A. A. Saranin and S. Hasegawa
    • Organizer
      8th International Symposium on Surface Science
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Observation of Superconductivity in Epitaxially Grown Atomic Layers2017

    • Author(s)
      Satoru Ichinokura
    • Total Pages
      122
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811068522
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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