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動力学に基づいた準安定超伝導状態の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K13512
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
研究機関東京大学

研究代表者

大池 広志  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (70725283)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード超伝導 / 強相関電子系 / 非平衡 / 準安定 / 急冷 / メモリ機能
研究成果の概要

本研究課題では、電流パルスを用いた超急冷法によって、超伝導とエネルギー的に競合する秩序(競合秩序)の形成を避けることで、超伝導を実現することに成功した。これにより、従来の熱力学に基づく超伝導探索とは異なる、動力学に基づいた超伝導探索指針を実証した。原理実証は遷移金属ダイカルコゲナイドIrTe2を用いて行ったが、スズ系合金でも同様の方法で超伝導の生成に成功しており、本研究課題の成果の波及効果が期待される。さらに、IrTe2における競合秩序形成過程を詳細に調べることで、相転移が断続的に進行することを明らかにした。この結果は、相転移の動力学の研究に対して新たな知見を与えるものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

100年以上にわたり超伝導状態を示す新物質の探索が行われてきたが、その際に主に用いられてきた方法は、対象物質の化学組成や圧力を変化させることであった。本研究課題において動力学に基づいた超伝導探索法が実証されたことにより、これまで超伝導状態にはならないと考えられていた化学組成の物質が、超伝導状態を示す候補物質になることが分かった。これは、超伝導探索という研究テーマに対して、新たな切り口が拓かれたことを意味する。さらに、電流パルスによる超伝導-非超伝導状態の書き換えに成功したことは、物質中に超伝導回路を生成/消去する技術開発へと繋がることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 その他

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

  • [雑誌論文] Slow steady flow of a skyrmion lattice in a confined geometry probed by narrow-band resistance noise2019

    • 著者名/発表者名
      Sato Takuro、Koshibae Wataru、Kikkawa Akiko、Yokouchi Tomoyuki、Oike Hiroshi、Taguchi Yasujiro、Nagaosa Naoto、Tokura Yoshinori、Kagawa Fumitaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 9 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.094410

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic approach to superconductivity hidden behind a competing order2018

    • 著者名/発表者名
      Oike Hiroshi、Kamitani Manabu、Tokura Yoshinori、Kagawa Fumitaka
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 10

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau3489

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非平衡動力学に基づいた不揮発量子相制御2020

    • 著者名/発表者名
      大池広志
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速温度変調に対する磁気スキルミオン格子の動的電磁応答2019

    • 著者名/発表者名
      海老野哲朗, 大池広志, 吉川明子, 田口康二郎, 十倉好紀, 賀川史敬
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 急冷を用いた超伝導探索2019

    • 著者名/発表者名
      大池広志
    • 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
  • [備考] 超伝導不揮発メモリの実現 -書き換え可能な超伝導量子コンピュータへの応用に期待-

    • URL

      http://www.t.u-tokyo.ac.jp/foe/press/setnws_201810091106205951671417.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Rapid cooling reveals superpowers

    • URL

      http://www.riken.jp/en/research/rikenresearch/highlights/20181228_2018winter_FH/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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