| 研究課題/領域番号 |
16H03876
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
光工学・光量子科学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
戸田 泰則 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00313106)
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| 研究分担者 |
土屋 聡 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80597633)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 光物性 / 高温超伝導 / 時間分解分光 / 応用光学・量子光工学 / 特異点光学 / 軌道角運動量 / 光渦 / 軌道角運動 / 自発的対称性破れ |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高温超伝導体（Bi2212）に対して光渦パルス励起によって発生するキャリアの軌道角運動量（OAM）ダイナミクス観測を実現し、超伝導物性に関して次のことを明らかにした：(a) 超伝導の電子対もしくは準粒子は光渦のOAMを受け取り、そのカイラリティに依存した過渡反射率応答変化が現れる；(b) 超伝導相回復応答で観測されるクーパー対の初期形成時には特徴的な量子ゆらぎ応答が存在する；(c) OAM応答の温度依存性はゆらぎ応答を反映しないことから、光渦パルス励起は巨視的量子相関に起因するコヒーレントな空間変化を超伝導に誘起している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
らせん状の波面で特徴づけられる光渦は（偏光とは独立に）ビーム断面内にエネルギー流の方位回転成分を持ち、物質に照射すると大域的な電子の軌道角運動を励起できる。本研究ではこの光渦を超伝導の時間分解分光に対して活用することにより、従来の分光では測定が困難だった電子同士の大域的な相関ダイナミクスの観測を実現した。高温超伝導体では電子相関がクーパー対形成に対して重要な役割を果たすと考えられるため、確立された測定手法は超伝導の発現機構解明に新しい知見をもたらすと共に、巨視的相関にもとづくユニークな超伝導相制御の創出につながる。
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