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軌道自由度がある界面2次元電子系における磁性と超伝導の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J04333
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(理論)
研究機関新潟大学

研究代表者

中村 康晴  新潟大学, 大学院自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード超伝導 / 空間反転対称性のない系 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 奇パリティ超電導 / 空間反転対称性の破れ / 表面/界面 / 面内異方性 / 新奇FFLO超伝導相 / 巨大な上部臨界磁場 / Non-symmorphicな系
研究実績の概要

近年、人工的に生成された界面2次元電子系が多くの注目を浴びており、本研究はこの界面2次元電子系でおこる超伝導についての理論解析を行った。特に電場により界面や表面の超伝導となる遷移金属ダイカルコゲナイドに注目し、磁場中における超伝導の熱力学的安定性について成果を挙げた。
物質同士の界面や真空との表面などは上下を反転させた場合にもとに戻らない、いわゆる「空間反転対称性のない系」となっている。これらの系では空間反転対称性の破れに起因した特殊なスピン軌道相互作用が現れる。この特殊なスピン軌道相互作用は様々な物性に大きな影響を与えることが知られている。超伝導を例にとると、通常の引力で奇パリティ超伝導が安定となりうるなどである。
本研究は2層遷移金属ダイカルコゲナイドでおこる超伝導について理論計算を行った。その結果、本物質の結晶構造に起因して、これらの系では従来示されていた結果よりも磁場中で奇パリティ超伝導が安定となりやすいことを示した。さらにより現実に近いパラメーターでの研究を行うことにより、この奇パリティ超伝導の観測可能性についても議論を行った。上記に加えて層間に他の原子をはさむインターカレーションを行った際に奇パリティ超伝導がどの程度安定化されるかについても議論し、論文を制作し雑誌に投稿した。
本研究は現在多くの注目を集めている単層および2層の遷移金属ダイカルコゲナイドを対象とし、また2000 年になって急激に研究が進んでいる空間反転対称性の破れの効果を調べたものであり、これまで報告例の少ない奇パリティ超伝導が実現している可能性を示すものである。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Superconductivity protected by spin-valley locking in ion-gated MoS22016

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito, Yasuharu Nakamura, Mohammad Saeed Baharamy, Yoshimitsu Kohama, Yuichi Kasahara, Yuji Nakagawa, Masaru Onga, Masashi Tokunaga, Tsutomu Nojima, Youichi Yanase, and Yoshihiro Iwasa
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 12 号: 2 ページ: 144-149

    • DOI

      10.1038/nphys3580

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] “Multi-Orbital Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnkov State in SrTiO3 Heterostructure”2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuharu Nakamura and Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 2 ページ: 0247141-9

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.024714

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Non-symmorphic Superconductivity in group-ⅥB transition metal dichalcogenide2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura and Y. Yanase
    • 学会等名
      CEMS-Topical meeting on Emergent 2D Materials
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Group-ⅥB遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるNon-symmorphic超伝導2015

    • 著者名/発表者名
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • 学会等名
      渦糸物理国内会議
    • 発表場所
      福岡県休暇村志賀島
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Non-centrosymmetric superconductivity in non-symmorphic system MoS22015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura and Y. Yanase
    • 学会等名
      New Quantum Phases Emerging from Novel Crystal Sructure
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるNon-symmorphic超伝導2015

    • 著者名/発表者名
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 遷移金属ダイカルコゲナイドにおけるNon-symmorphic超伝導2015

    • 著者名/発表者名
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • 学会等名
      新学術領域「J-Physics: 多極子伝導系の物理」kick-off meeting
    • 発表場所
      神戸大学総合研究拠点コンベンションホール
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Spin-orbit coupling and superconductivity in MoS22015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura and Y. Yanase
    • 学会等名
      Materials and Mechanisms of Superconductivity 2015
    • 発表場所
      CICG, Geneva, Switzerand
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-symmorphicな系MoS2における超伝導2015

    • 著者名/発表者名
      中村康晴, 柳瀬陽一
    • 学会等名
      多自由度と相関効果が生み出す超伝導の新潮流
    • 発表場所
      京都大学基礎物理研究所
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MoS2におけるスピン軌道相互作用と超伝導2015

    • 著者名/発表者名
      中村康晴
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] “Multi-orbital FFLO superconductivity in SrTiO3 heterostructures”2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuharu Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Campus Saint Martin d'Heres Grenoble, France
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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