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空間反転対称性が破れた半導体表面に創成されるハイブリッド単原子層物理

研究課題

研究課題/領域番号 16H03998
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京大学

研究代表者

枡富 龍一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00397027)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2016年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
キーワード低次元超伝導 / ラッシュバ効果 / 単原子層超伝導 / 低次元物性物理 / 二次元超伝導 / ラッシュバスピン軌道相互作用 / 低次元系物性物理 / 低次元系物性実験
研究成果の概要

本研究は層に依存するラッシュバスピン軌道相互作用をもつ、単原子層超伝導体の多層系に実現する新奇な超伝導状態を探索し、その発現機構を解明することを目的とした。単原子層の鉛と層間物質(アンチモン)から構成される二層膜および三層膜において、平行上部臨界磁場の温度依存性に急峻な折れ曲がりを観測した。層に依存するラッシュバスピン軌道相互作用を考慮した理論計算を併用することにより、その異常は複素ストライプ相からヘリカル相への転移に対応していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は強いスピン軌道相互作用をもつ鉛の単原子層から構成される二層系および三層系を用いて、超伝導秩序変数が実空間で変調する非従来型超伝導の存在を上部臨界磁場の測定から立証するものである。この研究成果は秩序変数の大きさと位相の両方が変調する複素ストライプ相や秩序変数の位相のみが変調するヘリカル相の存在を実験的に明らかにするだけに留まらず、空間反転対称性の破れにより引き起こされる非従来型超伝導を研究する新たな舞台を提供する。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Unconventional superconducting phases in multilayer films with layer-dependent Rashba spin-orbit interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Masutomi, Tohru Okamoto, Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 101 号: 18 ページ: 184502-184502

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.184502

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic field-induced superconductivity in ultrathin Pb films with magnetic impurities2017

    • 著者名/発表者名
      M. Niwata, R. Masutomi, T. Okamoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 119 号: 25 ページ: 257001-257001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.257001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単原子層超伝導と空間反転対称性の破れ2017

    • 著者名/発表者名
      岡本 徹、枡富 龍一
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 52 ページ: 97-103

    • NAID

      40021104798

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走査トンネル顕微鏡で探る量子ホール効果2016

    • 著者名/発表者名
      枡富 龍一、岡本 徹
    • 雑誌名

      東京大学低温センター年報

      巻: 平成27年度 ページ: 6-12

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of crossover from a complex-stripe phase to a helical phase in multiple one-atomic-layer films2019

    • 著者名/発表者名
      R. Masutomi, S. Tashiro, T. Okamoto, Y. Yanase
    • 学会等名
      Recent Progress in Graphene and two-dimensional Materials Research Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of crossover from a complex-stripe phase to a helical phase in multiple one-atomic-layer films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Masutomi, S. Tashiro, T. Okamoto, Y. Yanase
    • 学会等名
      23th International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of crossover from a complex-stripe phase to a helical phase in multiple one-atomic-layer films2018

    • 著者名/発表者名
      R. Masutomi, S. Tashiro, T. Okamoto, Y. Yanase
    • 学会等名
      31th International Conference on the Physics of Semiconductors
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多重単原子層膜における複素ストライプ相からヘリカル相へのクロスオーバーの観測2018

    • 著者名/発表者名
      枡富 龍一、田代 翔太郎、岡本 徹、柳瀬 陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 磁性体を吸着したPb超薄膜における平行磁場による超伝導の増強2017

    • 著者名/発表者名
      庭田 正人、枡富 龍一、岡本 徹
    • 学会等名
      第8回低温センター研究交流会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Pb超薄膜超伝導に対する磁性不純物の影響と平行磁場印加による超伝導転移温度の上昇2017

    • 著者名/発表者名
      庭田 正人、枡富 龍一、岡本 徹
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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