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原子レベルで制御したイリジウム酸化物における新奇超伝導相の創出

研究課題

研究課題/領域番号 17J03863
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)
研究機関京都大学

研究代表者

石井 智大  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2018年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード超伝導 / 重い電子系 / 分子線エピタキシー法 / 超伝導量子干渉計(Micro-SQUID) / 酸化物分子線エピタキシー法 / ルテニウム酸化物
研究実績の概要

本年度は(1)トリコロール近藤超格子によるエキゾチック超伝導相の創出(2)カイラル超伝導体のエッジ電流の検出に向けたMicro-SQUIDの作製(3)酸化物分子線エピタキシー装置の立ち上げの3点に関する研究を行った。各々の研究実績の詳細について説明する。
(1)d波超伝導体CeCoIn5(n = 5, 7層)と非磁性金属化合物YbCoIn5(3層)、及びYbRhIn5(3層)の3物質を交互積層させたトリコロール近藤超格子を分子線エピタキシー装置により作製し、グローバルな空間反転対称性の破れと超伝導の関連性について評価を行った。その結果、上部臨界磁場の温度依存性と角度依存性からCeCoIn5のパウリ対破壊効果が強く抑制されていることを明らかにした。更にHc2に変曲点が存在することを確認し、ヘリカルもしくはストライプ超伝導などのエキゾチック超伝導相が実現している可能性を示した。
(2)カイラル超伝導体におけるカイラルエッジ電流を検出するために、Nb薄膜を用いてMicro-SQUIDの作製を行い、その素子の動作確認を行った。その結果、IV測定によりSIS接合に由来したJosephson電流の観測に成功し、更にMicro-SQUIDのリンク幅を変化させることでJosephson電流の臨界電流値が制御可能であることも明らかにした。今後は磁場中におけるMicro-SQUIDの動作性能を向上させ、URu2Si2の低温化における磁化測定を行うことを計画している。
(3)酸化物の薄膜や人工超格子の作製に必要な酸化物分子線エピタキシー装置の立ち上げ及びルテニウム酸化物Sr2RuO4薄膜の作製を試みた。その結果、蒸着中に周期的なRHEED振動を確認し、薄膜X線構造解析からc軸方向への高い配向性を有することを明らかにし、Sr2RuO4のエピタキシャル薄膜の成膜に成功した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Emergent exotic superconductivity in artificially engineered tricolor Kondo superlattices2017

    • 著者名/発表者名
      M. Naritsuka, T. Ishii, S. Miyake, Y. Tokiwa, R. Toda, M. Shimozawa, T. Terashima, T. Shibauchi, Y. Matsuda, Y. Kasahara
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 17 ページ: 174512-174512

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.174512

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] カイラル超伝導体におけるエッジ電流の検出に向けた微小SQUIDの作製2018

    • 著者名/発表者名
      石井智大, 橋本浩法, 土師将裕, 柏谷聡, 三宅亮, 芳賀芳範, 寺嶋孝仁, 芝内孝禎, 笠原裕一, 松田祐司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 115In-NMR/NQRで観る人工超格子CeCoIn5/CeRhIn5及びエピタキシャル膜CeRhIn5の磁気構造の層数依存性2018

    • 著者名/発表者名
      仲嶺元輝, 山中隆義, 北川俊作, 石田憲二, 石井智大, 成塚政裕, 鳥井陽平, 下澤雅明, 宍戸寛明, 笠原成, 常盤欣文, 笠原裕一, 水上雄太, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 重い電子系CeCoIn5/CeRhIn5ハイブリッド超格子の圧力下における上部臨界磁場精密角度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      成塚政裕, 石井智大, 三宅聡平, 下澤雅明, 芝内孝禎, 常盤欣文, P.F.S. Rosa, Y. Luo, F. Ronning, J.D Thompson, 笠原裕一, 寺嶋孝仁, 松田祐司
    • 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] Micro SQUIDを用いたURu2Si2におけるカイラルエッジ電流の検出2017

    • 著者名/発表者名
      橋本浩法, 石井智大, 土師将裕, 柏谷聡, 三宅亮, 芳賀芳範, 寺嶋孝仁, 芝内孝禎, 笠原裕一, 松田祐司
    • 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] NMR/NQRによる重い電子系人工超格子CeCoIn5/CeRhIn5及びCeRhIn5単結晶膜の磁気状態の研究2017

    • 著者名/発表者名
      仲嶺元輝, 山中隆義, 北川俊作, 石田憲二, 石井智大, 成塚政裕, 鳥井陽平, 下澤雅明, 宍戸寛明, 笠原成, 常盤欣文, 笠原裕一, 水上雄太, 芝内孝禎, 寺嶋孝仁, 松田祐司
    • 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
  • [備考] 京都大学量子凝縮物性研究室

    • URL

      http://kotai2.scphys.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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