スピン3重項カイラルp波超伝導中の特異な磁束量子渦の研究

• 研究課題/領域番号: 15K17708
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2016); 東京理科大学 (2015)
• 研究代表者: 永合 祐輔 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (50623435)
• 研究協力者: 佐久間 大輔 ; 篠崎 智也 ; 佐藤 太一
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: カイラル超伝導 / 磁束量子渦 / メゾスコピック系 / 超伝導量子干渉計 / 低温物性 / 超伝導

研究成果の概要

本研究では、Sr2RuO4(SRO)におけるスピン3重項カイラルp波超伝導性に起因した特異な磁束渦状態を解明するため、マイクロSQUIDとSRO微小片を用いた磁化測定デバイスを作製し、以下の実験結果を得た。
1.カイラル超伝導性の影響を示唆するような2種類の異なる磁束渦誘起信号を観測。2. 面内磁場印加下で磁化測定を行い、半整数磁束渦の可能性を示唆する信号を観測。3. SRO-Ru共晶微小片における磁化測定から、Ru超伝導転移に伴う誘起磁束分布の変化を観測した。しかし、s波-カイラルp波超伝導位相競合に伴う磁束渦自発生成は観測されなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Evolution of supercurrent path in Nb/Ru/Sr2RuO4 dc-SQUIDs (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Nago, R. Ishiguro, T. Sakurai, M. Yakabe, T. Nakamura, S. Yonezawa, S. Kashiwaya, H. Takayanagi, Y. Maeno
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 94 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevb.94.054501
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Magnetization Measurement Devices Using Micro-dc-SQUIDs and a Sr2RuO4 Microplate (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Nago, T. Shinozaki, S. Tsuchiya, R. Ishiguro, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, H. Takayanagi, Y. Maeno
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 183 号: 3-4 ページ: 292-299
  • DOI: 10.1007/s10909-016-1530-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of a Two-Dimensional Micro-SQUID Array for Investigation of Magnetization Spatial Distribution (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sakuma, Tomoya Shinozaki, Yusuke Nago, Ryosuke Ishiguro, Satoshi Kashiwaya, Shintaro Nomura, Kimitoshi Kono, Hideaki Takayanagi
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 183 号: 3-4 ページ: 300-306
  • DOI: 10.1007/s10909-016-1556-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Sr2RuO4-Ru共晶における磁束量子渦状態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐久間大輔，○永合祐輔、石黒亮輔，柏谷聡，野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 学会等名: 日本物理学会第72年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
• [学会発表] Sr2RuO4-Ru共晶中に誘起される磁束量子渦の観測II (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐久間大輔，篠崎智也，永合祐輔，石黒亮輔，柏谷聡，野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] マイクロdc-SQUIDを用いたメゾスコピック超伝導Sr2RuO4における半整数磁束量子渦の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤太一，濱崎拓也，永合祐輔，篠崎智也，石黒亮輔，柏谷聡，野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 泉キャンパス
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] マイクロSQUIDを用いた超伝導Sr2RuO4に誘起される磁束量子渦の観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 永合祐輔，佐藤太一，篠崎智也，佐久間大輔, 石黒亮輔，柏谷聡，柏谷裕美，野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 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)
• [学会発表] Observation of quantum vortex state in Sr2RuO4 using micro-SQUIDs (2016)
  • 著者名/発表者名: 永合祐輔、篠崎智也、佐藤太一，石黒亮輔，柏谷聡，柏谷裕美、野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 学会等名: 第2回TMS領域研究会(TMS2016)
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール(宮城県仙台市)
• [学会発表] Observation of quantum vortex state in Sr2RuO4-Ru eutectic using micro-SQUIDs (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐久間大輔，○永合祐輔，石黒亮輔，柏谷聡，柏谷裕美、野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 学会等名: 第2回TMS領域研究会(TMS2016)
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパスさくらホール(宮城県仙台市)
• [学会発表] Sr2RuO4-Ru共晶中に誘起される磁束量子渦の観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐久間大輔，篠崎智也，永合祐輔，石黒亮輔，柏谷聡，野村晋太郎，河野公俊，前野悦輝，高柳英明
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学 千里山キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 電子ビーム描画装置を用いてSr2RuO4-Ru共晶中に作製したNb/Ru/Sr2RuO4微小接合を持つdc-SQUIDの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 谷下 智紀、永合 祐輔、石黒 亮輔、渡辺 英一郎、大里 啓孝、津谷 大樹、柏谷 聡、柏谷 裕美、野村 晋太郎、河野 公俊、Muhammad Shahbaz ANWAR、前野 悦輝、高柳 英明
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Development of Magnetization Measurement Device using Micro-SQUIDs and a Mesoscopic Sr2RuO4 Superconductor (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nago, T. Shinozaki, T. Sato, D. Sakuma, R. Ishiguro, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, Y. Maeno , and H. Takayanagi
  • 学会等名: 2015 International Symposium on Quantum Fluids and Solids(QFS2015)
  • 発表場所: Conference Event Center, Niagara Falls, NY USA
  • 年月日: 2015-08-10
  • 国際学会
• [学会発表] Development of Micro-SQUID Array for Simultaneous Measurements of Magnetization Spatial Distribution (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Sakuma, T. Shinozaki, Y. Nago, R. Ishiguro, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, Y. Maeno, and H. Takayanagi
  • 学会等名: 2015 International Symposium on Quantum Fluids and Solids(QFS2015)
  • 発表場所: Conference Event Center, Niagara Falls, NY USA
  • 年月日: 2015-08-10
  • 国際学会