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微小な超伝導単結晶薄膜に閉じ込めた量子渦状態と制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K05537
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅱ
研究機関電気通信大学

研究代表者

小久保 伸人  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80372340)

研究分担者 岡安 悟  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (50354824)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード超伝導材料・素子 / 量子渦 / メゾスコピック系 / 走査プローブ顕微鏡 / 低温物性 / 超伝導 / SPMプローブ顕微鏡(SSM) / 超伝導素子 / 超薄膜
研究成果の概要

微細穴をもつ微小な超伝導薄膜に誘起された量子渦状態を走査SQUID磁気顕微鏡で直接観測し、微細穴やその周囲への渦の侵入及び捕捉条件を明らかにした。さらに印可磁場と反対向きの磁束量子を伴う反渦とその分子状態の直接観測も成功し、これらが通常の冷却過程では誘起されない準安定な状態であ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

磁場中の微小超伝導体が示す物理現象の基礎的な理解につながるだけではなく、近年急速に発展する量子情報技術、とりわけ超伝導ナノ・マイクロ構造体を用いた様々な応用デバイスの性能向上に必要な基礎資料となる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Finite-size effect of critical penetration of Pearl vortices in narrow superconducting flat rings2019

    • 著者名/発表者名
      Kokubo N.、Okayasu S.、Nojima T.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 125 号: 22 ページ: 223906-223906

    • DOI

      10.1063/1.5100497

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of magnetic flux and interstitial vortices in perforated mesoscopic squares of superconducting films2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuishi M、Kokubo N、Kitano K、Okayasu S、Nojima T、Sasaki T
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 969 ページ: 012074-012074

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012074

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flux-flow instability in 2H-NbSe2 superconducting thin crystals stamped on SiO2/Si substrates2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida J、Ando H、Kokubo N
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 969 ページ: 012073-012073

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012073

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Observation of vortex trapping and expulsion in superconducting rings of amorphous MoGe thin films2019

    • 著者名/発表者名
      N. Kokubo, S. Okayasu, T. Nojima
    • 学会等名
      32th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小超伝導体の渦糸トラップとアンチドットクラスタの磁束状態2019

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人, 岡安悟,野島勉
    • 学会等名
      第27回渦糸物理ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導渦糸系のデピ二ングとナノプローブ顕微鏡の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人
    • 学会等名
      ナノカーボン研究部門2018年度成果報告会 & 電気通信大学ナノトライボロジー研究センター合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超伝導薄膜リングにおける磁束集束効果と渦糸捕捉2019

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人,岡安悟,野島勉,佐々木孝彦
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小超伝導体に閉じ込めた量子磁束状態と制御2018

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小超伝導体における渦糸状態の制御と磁気プローブ2018

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人
    • 学会等名
      第26回渦糸物理国内会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Manipulation and magnetic probe of vortex matter in mesoscopic superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuhito Kokubo
    • 学会等名
      The fifth MIPT-UEC=LPI International Workshop on Atomic, Molecular and Optical Physics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of vortex trapping and expulsion in superconducting rings of amorphous MoGe thin films2018

    • 著者名/発表者名
      N. Kokubo, S. Okayasu, T. Nojima, T. Sasaki
    • 学会等名
      31th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走査 SQUID 顕微鏡で観測した微小超伝導体の渦糸・反渦糸状態2018

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人、岡安悟、野島勉、佐々木孝彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] アンチドット型超伝導渦糸セルの磁気像と電流分布解析2018

    • 著者名/発表者名
      織田健佑、小久保伸人、岡安悟、野島勉、佐々木孝彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小超伝導体に導入したアンチドット配列と渦糸・反渦糸状態2018

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人、岡安悟、野島勉、佐々木孝彦
    • 学会等名
      ワークショップ 「新規超伝導体・ナノ構造超伝導体における渦糸物理」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of fluxoid states and interstitial vortices in perforated mesoscopic triangle of amorphous superconducting films2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuishi M、Kokubo N、K、Okayasu S、Nojima T、Sasaki T
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity, Tokyo
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Manipulation of Fluxon States in Microstructured Superconducting Thin Films2017

    • 著者名/発表者名
      Kokubo N、Okayasu S、Nojima T、Sasaki T
    • 学会等名
      10 th international conference on vortex matter in nanostructured superconductors (Vortex X)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of flux states and interstitial vortices in perforated mesoscopic squares of amorphous superconducting films2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuishi M、Kokubo N、Kitano K、Okayasu S、Nojima T、Sasaki T
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flux-flow instability in cleaved thin films of 2H-NbSe2 single crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida J、Ando H、Kokubo N
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Low Temperature Physics, Gothenburg
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小超伝導体の微細孔に誘起した磁束状態2017

    • 著者名/発表者名
      小久保伸人、岡安悟、野島勉、佐々木孝彦
    • 学会等名
      第25回渦糸物理国内会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アンチドットをもつ微小アモルファス超伝導体の磁束状態2017

    • 著者名/発表者名
      三石真里江、小久保伸人、岡安悟、野島勉、佐々木孝彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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