| 研究課題/領域番号 |
24K00556
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
柏谷 聡 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40356770)
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| 研究分担者 |
山森 弘毅 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (00358293)
田仲 由喜夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40212039)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2027年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | トポロジカル超伝導 / 時間反転対称性 / エッジ状態 / トンネル分光 / SQUID / 非局所相関 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
①TRSB超伝導体の電子対の位相をジョセフソン接合にて検出し、またNIS接合にて準粒子状態をスピン・軌道変調応答も含めて検出し、電子対対称性を検証する。② TRSB超伝導体は自発エッジ流に基づく自発磁化を有するため、これをSQUIDを用いて検出する。③カイラルエッジ状態に期待される非局所応答、非可換性を検出する手法について理論、実験の双方から研究する。④これらの研究を通して、非従来型超伝導体のエッジ状態の物理を解明し、接合界面の応用可能性を開拓していく。
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| 研究実績の概要 |
時間反転対称性を破る（TRSB)超伝導体の存在を実験的に証明し、その特異な輸送特性を接合系を用いて検証していくことを目的としている。①TRSB超伝導体の電子対の位相をジョセフソン接合にて検出し、またNIS接合にて準粒子状態をスピン・軌道変調応答も含めて検出し、電子対対称性を検証する。② TRSB超伝導体は自発エッジ流に基づく自発磁化を有するため、これをSQUIDを用いて検出する。③カイラルエッジ状態に期待される非局所応答、非可換性を検出する手法について理論、実験の双方から研究する。④これらの研究を通して、非従来型超伝導体のエッジ状態の物理を解明し、接合界面の応用可能性を開拓していく。
今年度は超伝導体として主にノーダル半金属超伝導CaAgPに着目し、NIS接合を作成し、輸送特性の評価を行った。またノーマル電極側の材料として、超伝導温度でも大きな異常ホール効果を示す材料としてFe,Cr-doped Mn3Snを開発し、超伝導との接合の作成を進めている。またTRSB超伝導体は自発エッジ流に基づく自発磁化を有するためのSQUIDを産総研との共同開発で作成し、基礎特性を評価した。カイラルエッジ状態に期待される非局所応答、非可換性を検出する手法について理論、実験の研究については、本年度は超伝導体にエッジに作成する微小接合のプロセスに必要な電極作成をFIBを用いて行った。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
TRSB超伝導体の電子対の位相をジョセフソン接合にて検出し、またNIS接合にて準粒子状態をスピン・軌道変調応答等を用い検出し、電子対対称性を検証することを目的とする。今年度は超伝導体として主にノーダル半金属超伝導CaAgPに着目し、NIS接合を作成し、輸送特性の評価を行った。またノーマル電極側の材料として、超伝導温度でも大きな異常ホール効果を示す材料としてFe,Cr-doped Mn3Snを開発した。またTRSB超伝導体は自発エッジ流に基づく自発磁化を有するためのSQUIDを産総研との共同開発で作成し、基礎特性を評価した。カイラルエッジ状態に期待される非局所応答、非可換性を検出する手法について理論、実験の研究については、本年度は超伝導体にエッジに作成する微小接合のプロセスに必要な電極作成をFIBを用いて条件出しを行った。これらはおよそ予定通りの進捗である。
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| 今後の研究の推進方策 |
ノーダル半金属超伝導CaAgPのNIS接合の輸送特性に時間反転対称性を示す情報が含まれていることを確認するために、BTK表式に基づくトンネル理論を拡張し、定式化する。これを実験でのコンダクタンススペクトルと比較することで、CaAgPが時間反転対称性を破る超伝導性を示すことを実証する。また、ノーダル半金属超伝導CaAgPのジョセフソン接合を作成し、ジョセフソン特性からの時間反転対称性の検証を試みる。Sr2RuO4や有機超伝導体に関しては圧力セル中の測定を目指して、トンネル接合の作成を進める。SQUIDに関してはカイラルエッジ流に伴う微小な信号を増幅し、よりSQUIDループに有効に結合させるための構造を考案し、実際に素子作成を行う。他端子接合に関してはFIBを用いた電極形成の条件出しを進め、非局所電流の測定を試みる。またもともとの提案書には含まれなかった方向性として、uSRによる時間反転対称性の検証実験をノーダル半金属超伝導CaAgPを用いて行う
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