面間トンネルスペクトロスコピーによる高温超伝導銅酸化物の擬ギャップ相の研究

• 研究課題/領域番号: 24560017
• 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: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 青山学院大学
• 研究代表者: 北野 晴久 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (00313164)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 高温超伝導 / 固有ジョセフソン接合 / トンネルスペクトロスコピー / 自己発熱効果 / 擬ギャップ / 超伝導ギャップ / 集束イオンビーム / 強相関電子系 / 超伝導材料・素子 / 物性実験 / 巨視的量子トンネル / マイクロ波 / トンネルスペクトル / Bi2212

研究成果の概要

擬ギャップ相は高温超伝導銅酸化物の複雑な超伝導相図を特徴づける電子相として注目されている。本研究では、集束イオンビームで微細加工された銅酸化物単結晶の微小接合素子に対する面間微分伝導度スペクトル測定を行い、擬ギャップ的挙動の観測とスペクトルへの影響が問題となった自己発熱効果の低減に取り組んだ。接合面積が１平方マイクロメートルかつ接合数が10個以下の微小な少数接合素子を集束イオンビーム加工のみで作製することに成功し、微分伝導度スペクトルの温度変化から擬ギャップの観測に成功した。さらに、ギャップサイズの精密測定に向けて微分伝導度測定の短パルス化を検討し、１桁以上短縮できる見通しを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Design and experiment of a microwave cavity resonator for the imaging of microwave properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Ota, Y. Sasaki, T. Kaneko, S. Takei, T. Okutani, and H. Kitano
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] C-axis I-V characteristics of Fe(Se,Te) single crystals as intrinsic Josephson junction stacks (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ayukawa, H. Kitano, T. Noji, and Y. Koike
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Sharp Peak of the Zero-Temperature Penetration Depth at Optimal Composition in BaFe_2(As_<1-x>P_x)_2 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, K. Cho, T. Shibauchi, S. Kasahara, Y. Mizukami, et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 336 号: 6088 ページ: 1554-1557
  • DOI: 10.1126/science.1219821
  • 査読あり
• [学会発表] Bi2212微小ジョセフソン接合のスイッチング電流確率分布におけるマイクロ波共鳴ダブルピーク構造の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋優作, 筧大輝, 山口光, 小泉晋一郎, 鮎川晋也, 北野晴久
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 鉄系超伝導体FeSe1-xTex単結晶における固有ジョセフソン効果の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鮎川晋也, 筧大輝, 北野晴久, 平田和人, 大井修一, 浦田 隆広, 田邉 洋一, 谷垣 勝巳, 野地 尚, 小池 洋二
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Possibility of macroscopic quantum tunneling in higher order switching events of Bi2Sr2CaCu2O8 intrinsic Josephson junctions (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Kitano, Yusaku Takahashi, Hikaru Yamaguchi, Daiki Kakehi, Shin-ichiro Koizumi, Shin-ya Ayukawa
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and THz Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors (THz-Plasma 2014)
  • 発表場所: Kyoto University （Kyoto）
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-03
• [学会発表] Phase Escape and Retrapping in Higher Order Switching Events of Bi2Sr2CaCu2O8 Intrinsic Josephson Junctions (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiki Kakehi, Yusaku Takahashi, Hikaru Yamaguchi, Shin-ichiro Koizumi, Shin-ya Ayukawa, Haruhisa Kitano
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and THz Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors (THz-Plasma 2014)
  • 発表場所: Kyoto University （Kyoto）
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-03
• [学会発表] Large Reduction of Number of Junctions in Bridge-type Intrinsic Josephson Junctions Using Focused Ion Beam Technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusaku Takahashi, Hikaru Yamaguchi, Yuta Tanaka, Daiki Kakehi, Shin-ichiro Koizumi, Shin-ya Ayukawa, Haruhisa Kitano
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and THz Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors (THz-Plasma 2014)
  • 発表場所: Kyoto University （Kyoto）
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-03
• [学会発表] Study on Josephson effects along the c-axis of FeSe1-xTex single crystals using FIB milling technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Ayukawa, Daiki Kakehi, Takashi Noji, Takahiro Urata, Yoichi Tanabe,Katsumi Tanigaki, Yoji Koike, Haruhisa Kitano
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Intrinsic Josephson Effects and THz Plasma Oscillations in High-Tc Superconductors (THz-Plasma 2014)
  • 発表場所: Kyoto University （Kyoto）
  • 年月日: 2014-11-30 – 2014-12-03
• [学会発表] Bi2212微小ジョセフソン接合の高次スイッチング事象におけるマイクロ波共鳴効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋優作, 筧大輝, 山口光, 小泉晋一郎, 鮎川晋也, 北野晴久
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] スコッチテープ法によるBi2212単結晶の作製と微細加工 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池田裕太郎, 野田匡廷, 筧大輝, 鮎川晋也, 北野晴久
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] 鉄系超伝導体FeSe0.3Te0.7単結晶における微小接合作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 筧大輝, 鮎川晋也, 北野晴久, 野地 尚, 小池 洋二, 浦田 隆広, 田邉 洋一, 谷垣 勝巳
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Design and experiment of a microwave cavity resonator for the imaging of microwave properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ota, Y. Sasaki, T. Kaneko, S. Takei, T. Okutani, and H. Kitano
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba
• [学会発表] C-axis I-V characteristics of Fe(Se,Te) single crystals as intrinsic Josephson junction stacks (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ayukawa, H. Kitano, T. Noji, and Y. Koike
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba
• [学会発表] Bi2212微小固有ジョセフソン接合の高次スイッチング事象におけるMQTの可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北野晴久、山口光、筧大輝、小泉晋一郎、鮎川晋也
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] Bi2212微小固有ジョセフソン接合のスイッチング電流分布における位相再補足効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 筧大輝、山口光、鮎川晋也、北野晴久
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] FIB法による固有ジョセフソン接合素子の接合数制御
  • 著者名/発表者名: 山口光
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] 鉄系超伝導体FeSe0.3Te0.7単結晶を用いたジョセフソン接合の作製
  • 著者名/発表者名: 鮎川晋也
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [図書] 超伝導磁束状態の物理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 門脇和男ほか(30名程度)
  • 出版者: 裳華房
• [備考] 青山学院大学理工学部物理数理学科 北野研究室ホームページ
  • URL: http://www.phys.aoyama.ac.jp/~w3-kitano/index.html
• [備考] 青山学院大学理工学部物理数理学科 北野研究室ホームページ
  • URL: http://www.phys.aoyama.ac.jp/&#771;w3-kitano/index.html
• [備考] 青山学院大学理工学部物理数理学科 北野研究室ホームページ
  • URL: http://www.phys.aoyama.ac.jp/~w3-kitano/index.html