• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

電界誘起2次元超伝導の物性開拓

研究課題

研究課題/領域番号 15J07681
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(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

斎藤 優  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード超伝導 / 2次元物質 / 対称性の破れ / 量子相転移 / 熱電 / 黒リン / 2次元 / 量子ゆらぎ / 金属基底状態 / 巨大臨界磁場 / スピン軌道相互作用 / 強磁場
研究実績の概要

高結晶性2次元超伝導体[1]の特徴的な物性としてこれまで量子金属[2]や巨大な臨界磁場現象[3]を明らかにしてきたが、今回特別研究員は、同様の系であるMoS2とZrNClの電気二重層トランジスタにおいて、磁場下での詳細な電気抵抗測定を行うことで、量子相転移現象を包括的に明らかにするとともに超伝導非相反伝導現象の開拓を行った。前者においては、面直方向に磁場を印加することで電気抵抗と磁場の曲線に多数の量子臨界点を持つことを発見した[4]。これは各温度領域のおける有限サイズスケーリングによる解析の結果、量子グリフィス相という新奇な量子状態であることを示唆しており、量子金属状態から量子グリフィス状態へのクロスオーバーは高結晶性2次元超伝導体の普遍的な特徴ではないかと考えられる。後者の研究では、MoS2の電気二重層トランジスタでの超伝導転移付近で、3回対称性を反映した超伝導非相反現象を観測した[5]。これらの非相反伝導現象は超伝導と常伝導の間の領域で起こるため、ゆらぎによる電子対やvortexのラチェット的な運動が起源になっているのではないかと考えられる。これらの研究成果は新たに高結晶性2次元超伝導の学理を構築する上で重要な結果である。
[1] Y. Saito et al. Nature Rev. Mater. 2, 160094 (2016).
[2] Y. Saito et al. Science 350, 409 (2015).
[3] Y. Saito et al. Nature Physics 12, 144(2016).
[4] Y. Saito et al. Nature Communications 9, 778 (2018).
[5] R. Wakatsuki, Y. Saito et al. Science Advances 3, e1602390 (2017).

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 22件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Groningen(オランダ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions in highly crystalline two-dimensional superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Yu、Nojima Tsutomu、Iwasa Yoshihiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 778-778

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03275-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonreciprocal charge transport in noncentrosymmetric superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Wakatsuki Ryohei、Saito Yu、Hoshino Shintaro、Itahashi Yuki M.、Ideue Toshiya、Ezawa Motohiko、Iwasa Yoshihiro、Nagaosa Naoto
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 3 号: 4

    • DOI

      10.1126/sciadv.1602390

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly crystalline 2D superconductors2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Nojima, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Nature Reviews Materials

      巻: 2 号: 1

    • DOI

      10.1038/natrevmats.2016.94

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gate-induced superconductivity in two-dimensional atomic crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Nojima, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 29 号: 9 ページ: 093001-093001

    • DOI

      10.1088/0953-2048/29/9/093001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gate-Tuned Thermoelectric Power in Black Phosphorus2016

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito, Takahiko Iizuka, Takashi Koretsune, Ryotaro Arita, Sunao Shimizu, Yoshihiro Iwasa
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 16 号: 8 ページ: 4819-4824

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.6b00999

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gate-optimized thermoelectric power factor in ultrathin WSe2 single crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Masaro Yoshida, Takahiko Iizuka, Yu Saito, Masaru Onga, Ryuji Suzuki, Yijin Zhang, Yoshihiro Iwasa, Sunao Shimizu
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 16 号: 3 ページ: 2061-2065

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.6b00075

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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] Metallic ground state in an ion-gated two-dimensional superconductor2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Kasahara, J. T. Ye, Y. Iwasa, T. Nojima
    • 雑誌名

      Science

      巻: 350 号: 6259 ページ: 409-413

    • DOI

      10.1126/science.1259440

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superconductivity Series in Transition Metal Dichalcogenides by Ionic Gating2015

    • 著者名/発表者名
      W. Shi, J. T. Ye, Y. J. Zhang, R. Suzuki, M. Yoshida, J. Miyazaki, N. Inoue, Y. Saito, Y. Iwasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 12534-12534

    • DOI

      10.1038/srep12534

    • 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
  • [学会発表] Quantum phase transitions in highly crystalline 2D superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito, Tsutomu Nojima, Yoshihiro Iwasa
    • 学会等名
      APS March Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonreciprocal transport in superconducting MoS22017

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, R. Wakatsuki, S. Hoshino, T. Ideue, M. Ezawa, Y. Iwasa and N. Nagaosa
    • 学会等名
      The March Meeting 2017 of the American Physical Society
    • 発表場所
      Ernest Morial Convention Center, NewOrleans, Louisiana, U.S.A.
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2D superconductors without inversion symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito
    • 学会等名
      CEMS-QPEC Topical Meeting on Superconductivity under Extreme Conditions
    • 発表場所
      Faculty of Engineering Bldg. 6, The University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly crystalline 2D superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Emergent 2D Materials 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高結晶性2次元超伝導体2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤優
    • 学会等名
      超伝導研究の最先端: 多自由度・非平衡・電子相関・トポロジー・人工制御
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高結晶性2次元超伝導体の量子相転移2017

    • 著者名/発表者名
      斎藤優、野島勉、岩佐義宏
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Quantum phase transitions and symmetry-breaking physics in ion-gated 2D crystalline superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito, Yoshihiro Iwasa
    • 学会等名
      Superthin 2017 Superconductivity in atomically thin materials and heterostructures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ion-gated 2D crystalline superconductors with broken inversion symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito, Tsutomu Nojima, Yoshihiro Iwasa
    • 学会等名
      XXVI International Materials Research Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2D crystalline superconductors with broken inversion symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2D crystalline superconductors based on transition metal dichalcogenides2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito
    • 学会等名
      EMN Lyon meeting on 2D materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly crystalline 2D superconductors protected by spin-valley locking2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Saito
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference INTERMAG Europe 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Highly-crystalline 2D superconductors and beyond2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito
    • 学会等名
      The 29th International Symposium on Superconductivity (ISS2016)
    • 発表場所
      Tokyo International Forum, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高結晶性を有する2次元超伝導体における量子相転移2016

    • 著者名/発表者名
      斎藤 優、野島 勉、岩佐 義宏
    • 学会等名
      第24回渦糸物理国内会議
    • 発表場所
      あきた芸術村・温泉ゆぽぽ(秋田県仙北市)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MoS2電界誘起超伝導における非相反超伝導電流2016

    • 著者名/発表者名
      斎藤 優、井手上 敏也、岩佐 義宏
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ZrNCl電界誘起超伝導における量子Griffiths相2016

    • 著者名/発表者名
      斎藤 優、野島 勉、岩佐 義宏
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Griffiths singularity and associated quantum metal in highly-crystalline two-dimensional superconductors2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Nojima, Y. Iwasa
    • 学会等名
      FET Workshop 2016
    • 発表場所
      Ruttgers Bay Lake Lodge, Deerwood, Minnesota, U.S.A.
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Griffiths singularity of quantum phase transition in ion-gated ZrNCl2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Nojima, Y. Iwasa
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore convention center, Baltimore, Maryland U.S.A.
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cooper pairing protected by spin-valley locking in two-dimensional superconductivity on MoS22016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Nakamura, M. S. Bahramy, Y. Kohama, J. T. Ye, Y. Kasahara, M. Tokunaga, T. Nojima, Y. Yanase, Y. Iwasa
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore convention center, Baltimore, Maryland U.S.A.
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum creep in a highly crystalline two-dimensional superconductor2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Kasahara, J. T. Ye, Y. Iwasa, T. Nojima
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore convention center, Baltimore, Maryland U.S.A.
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noncentrosymmetric quasi-single-layer superconductivity in electrolyte-gated MoS22016

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Nakamura, M. S. Bahramy, Y. Kohama, Y. Kasahara, M. Tokunaga, T. Nojima, Y. Yanase, Y. Iwasa
    • 学会等名
      CEMS International Symposium on Supramolecular Chemistry & Functional Materials 2016
    • 発表場所
      Ito hall, The University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo-to. Japan
    • 年月日
      2016-01-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional superconductivity protected by spin-valley locking in ion-gated MoS22015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Nakamura, M. S. Bahramy, Y. Kohama, Y. Kasahara, M. Tokunaga, T. Nojima, Y. Yanase and Y. Iwasa
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Emergent 2D Materials
    • 発表場所
      Ohkouch hall, RIKEN, Wako-shi, Saitama-ken, Japan
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron transport in ion-gated black phosphorus2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Iizuka, T. Koretsune, R. Arita and Y. Iwasa
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Emergent 2D Materials
    • 発表場所
      Ohkouch hall, RIKEN, Wako-shi, Saitama-ken, Japan
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 黒リンナノ薄膜における電界誘起両極性金属絶縁体転移2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤 優、岩佐 義宏
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府吹田市(関西学院大学千里山キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 2次元物質における電界誘起超伝導のエキゾチック物性2015

    • 著者名/発表者名
      斎藤 優、中村 康晴、モハマド・サイード・バハラミー、小濱 芳光、笠原 裕一、 叶 劍挺、徳永 将史、柳瀬 陽一、野島 勉、岩佐 義宏
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府吹田市(関西学院大学千里山キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ion-gated interface superconductivity in two-dimensional layered materials2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito
    • 学会等名
      Nordita program PILS 2015 Physics of Interfaces and Layered Structures
    • 発表場所
      Nordita, Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exotic phenomena in ion-gated two-dimensional superconductors2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Nakamura, M. S. Bahramy, Y. Kohama, Y. Kasahara, M. Tokunaga, T. Nojima, Y. Yanase and Y. Iwasa
    • 学会等名
      PILS 2015, Physics of Interfaces and Layered Structures
    • 発表場所
      Nordita, Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exotic superconducting states in ion-gated two-dimensional materials2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Nakamura, M. S. Bahramy, Y. Kohama, Y. Kasahara, M. Tokunaga, T. Nojima, Y. Yanase and Y. Iwasa
    • 学会等名
      M2S 2015, The11th International Conference on Materials & Mechanism of Superconductivity
    • 発表場所
      Geneva International Conference Center, Geneve, Switzerland
    • 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] Interface superconductivity protected by valley-spin polarization in gate-tuned MoS22015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Nakamura, M. S. Bahramy, Y. Kohama, Y. Kasahara, M. Tokunaga, T. Nojima, Y. Yanase and Y. Iwasa
    • 学会等名
      EP2DS21/MSS-17 Joint conference: 21st International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems/17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • 発表場所
      Sendai international center, Sendai-shi, Miyagi-ken, Japan
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ambipolar insulator-to-metal transition and elecric-field-control thermoelectric properties in black phosphorus2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, T. Iizuka and Y. Iwasa
    • 学会等名
      NT15 The Sixteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究員の業績

    • URL

      http://iwasa.t.u-tokyo.ac.jp/CV_Yu_Saito_jp.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi