| 研究課題/領域番号 |
11640332
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小山 富男 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30153696)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 酸化物高温超伝導体 / 固有ジョセフソン効果 / ジョセフソンプラズマ / クーロンブロッケード効果 / 電流・電圧特性 |
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| 研究概要 |
酸化物高温超伝導体は、超伝導が発現するCuO_2層の間の結合が弱いため、単結晶試料でもジョセフソン効果が現れる(固有ジョセフソン効果)。このため強い異方性を示す高温超伝導体のc軸方向の超伝導特性は、1次元ジョセフソン接合列モデルに基づいて理解できる。ただし、高温超伝導体の固有ジョセフソン接合列の場合、超伝導層が1原子層でできているため、層間に電場が発生する交流ジョセフソン効果では超伝導層の電気的中性条件が破られる。この効果により、固有ジョセフソン接合列では、従来型のジョセフソン接合列とは本質的に異なるc軸電荷ダイナミクスが現れる。本研究では、このような1次元固有ジョセフソン接合列モデルにおける集団励起(ジョセフソンプラズマ)とc軸輸送に対する理論的研究を行った。集団励起の研究では、超伝導トンネル接合列モデルを用いた微視的量子論を構築し、ジョセフソンプラズマに対する完全な量子論的定式化を与えた。この理論によりプラズマ振動の温度変化に対する準粒子の寄与を明らかにすることができた。また、この系のc軸輸送に関する研究では、ab面の面積に依存するc軸輸送のサイズ効果に対する理論を構築した。この理論で、ab面の面積の減少に伴ってジョセフソンプラズマが不安定化し、ある臨界面積以下でc軸輸送は単電子対トンネルに変わることを明らかにした。この効果はクーロンブロッケード効果により引き起こされる。この臨界面積は、固有ジョセフソン接合列系で電場が1次元的に閉じ込められることを考慮したクーロンブロッケード効果に対する繰り込み群理論で計算できることを明らかにした。
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