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微小カイラル超伝導体のエッジ電流による磁化のSQUID測定

研究課題

研究課題/領域番号 25390046
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 ナノマイクロシステム
研究機関日本女子大学 (2015)
独立行政法人理化学研究所 (2013-2014)

研究代表者

石黒 亮輔  日本女子大学, 理学部, 准教授 (40433312)

研究分担者 柏谷 裕美  産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60443181)
柏谷 聡  産業秘術総合研究所, 電子光技術研究部門, 首席研究員 (40356770)
連携研究者 永合 祐輔  東京理科大学, 理学部, 助教 (50623435)
研究協力者 佐久間 大輔  
田野 佑典  
篠崎 智也  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードSQUID / 超伝導 / FIB / 磁束量子 / メゾスコピック / 局所磁場計測 / カイラル超伝導 / ルテニウム酸化物 / カイラル超伝導体 / 量子磁束 / 磁気計測 / TDGL方程式 / カイラルP波超伝導 / カイラルエッジ電流 / 集束イオンビーム加工 / ナノSQUID / 弱接合 / 自発磁化 / 収束イオンビーム / メゾスコピック超伝導
研究成果の概要

本研究では超伝導の磁束量子などの微小磁区構造検出可能なマイクロ~ナノSQUID による局所磁場観測システムの開発と、開発した局所磁場観測システムを用いたSr2RuO4のカイラルエッジ電流の検出等によるカイラルP波スピン三重項超伝導体の実験的な証明の二点を主な目的とした。
本研究ではアルミ、ニオブ、集束イオンビームアシスト蒸着法によるタングステン超伝導薄膜を用いたSQUIDによる局所磁場観測システムを開発した。開発した局所磁場観測法によりマイクロメーターサイズのSr2RuO4試料、穴あき試料、Ru-Sr2RuO4共晶試料の磁気異常について調べたが、カイラルエッジ電流は観測されなかった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a Two-Dimensional Micro-SQUID Array for Investigation of Magnetization Spatial Distribution2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sakuma, Tomoya Shinozaki, Yusuke Nago, Ryosuke Ishiguro, Satoshi Kashiwaya, Shintaro Nomura, Kimitoshi Kono, Hideaki Takayanagi
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 183 号: 3-4 ページ: 300-306

    • DOI

      10.1007/s10909-016-1556-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of Magnetization Measurement Devices Using Micro-dc-SQUIDs and a Sr2RuO4 Microplate2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nago, T. Shinozaki, S. Tsuchiya, R. Ishiguro, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, H. Takayanagi, Y. Maeno
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 183 号: 3-4 ページ: 292-299

    • DOI

      10.1007/s10909-016-1530-z

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Imaging of current density distributions with a Nb weak-link scanning nano-SQUID microscope2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shibata, S. Nomura, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, R. Ishiguro, and H. Takayanagi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 15097-15097

    • DOI

      10.1038/srep15097

    • NAID

      120007136144

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of nano and micro SQUIDs based on Al tunnel junctions2014

    • 著者名/発表者名
      R. Ishiguro, E. Watanabe, D. Sakuma, T. Shinozaki, S. Tsuchiya, Y. Nago, H. Osato, D. Tsuya, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, H. Takayanagi, Y. Maeno
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 568 号: 2 ページ: 022019-022019

    • DOI

      10.1088/1742-6596/568/2/022019

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetization of a Mesoscopic Superconducting Sr2RuO4 Plateon Micro-dc-SQUIDs2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuchiya, M. Matsuno, R. Ishiguro, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, H. Takayanag, Y. Maeno
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 83 号: 9 ページ: 0947151-5

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.094715

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロdc-SQUIDを用いたメゾスコピック超伝導Sr2RuO4における半整数磁束量子渦の探索2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤太一, 濱崎拓也, 永合祐輔, 篠崎智也, 石黒亮輔, 柏谷聡, 野村晋太郎, 河野公俊, 前野悦輝, 高柳英明
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sr2RuO4-Ru共晶中に誘起される磁束量子渦の観測II2016

    • 著者名/発表者名
      佐久間大輔, 篠崎智也, 永合祐輔, 石黒亮輔, 柏谷聡, 野村晋太郎, 河野公俊, 前野悦輝, 高柳英明
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 集束イオンビームにより堆積されたタングステンカーバイド膜まわりの磁束イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      柴田祐輔, 野村晋太郎, 柏谷裕美, 柏谷聡, 石黒亮輔, 永合祐輔, 高柳英明
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sr2RuO4-Ru共晶中に誘起される磁束量子渦の観測2015

    • 著者名/発表者名
      佐久間大輔, 篠崎智也, 永合祐輔, 石黒亮輔, 柏谷聡, 野村晋太郎, 河野公俊, 前野悦輝, 高柳英明
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] SrRuO3薄膜の磁気的性質2015

    • 著者名/発表者名
      杉本雄亮, M. S. Anwar, 米澤進吾, Y. J. Shin, S. R. Lee, S. J. Kang, 石黒亮輔, 田野佑典, 高柳英明, T. W. Noh, 前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sr2RuO4/Nbジョセフソン接合の磁場応答2015

    • 著者名/発表者名
      柏谷聡, 柏谷裕美, 馬渡康徳, 小柳正男, 齋藤広大, 田仲由喜夫, 浅野泰康, 前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Two-Dimensional Micro-SQUID Array for Investigation of Magnetization Spatial Distribution2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sakuma, Tomoya Shinozaki, Yusuke Nago, Ryosuke Ishiguro, Satoshi Kashiwaya, Shintaro Nomura, Kimitoshi Kono, Hideaki Takayanagi
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Niagara Falls, NY USA
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Magnetization Measurement Devices Using Micro-dc-SQUIDs and a Sr2RuO4 Microplate2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nago, Y. Nago, T. Shinozaki, T. Shinozaki, S. Tsuchiya, R. Ishiguro, R. Ishiguro, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, K. Kono, H. Takayanagi, Y. Maeno
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Niagara Falls, NY USA
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct writing of tungsten based nano and micro superconducting quantum interference devices using focused-ion-beam chemical vapor deposition2015

    • 著者名/発表者名
      R. Ishiguro, Y. Tano, Y. Nago, H. Takayanagi and K. Kono
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Niagara Falls, NY USA
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走査型Nb-SQUID顕微鏡を用いた4He無冷媒冷凍機中での局所磁束観察II.2015

    • 著者名/発表者名
      柴田 祐輔, 大嶋 勇輝, 柏谷 裕美, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 廣瀬 峻啓, 笹川 崇男, 高柳 英明, 野村 晋太郎
    • 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
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロSQUIDを用いたSr2RuO4微小片の磁場侵入特性の研究2015

    • 著者名/発表者名
      篠崎 智也, 佐藤 太一, 永合 祐輔, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 柏谷 裕美, 野村 晋太郎, 前野 悦輝, 高柳 英明
    • 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
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低抵抗単一微小ジョセフソン接合における電磁環境の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山口 僚太, 佐久間 大輔, 永合 祐輔, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 高柳 英明
    • 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
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小試料の磁化測定のための集束イオンビームアシスト蒸着による直接描画SQUIDの開発2014

    • 著者名/発表者名
      石黒 亮輔, 田野 佑典, 永合 祐輔, 高柳 英明, 河野 公俊
    • 学会等名
      第75回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] SQUIDを用いたSr2RuO4の自発磁化の検証と面内磁場応答2014

    • 著者名/発表者名
      柏谷 裕美, 齋藤 広大, 柏谷 聡, 小柳 正男, 馬渡 康徳, 石黒 亮輔, 土屋 翔吾, 篠崎 智也, 吉野 智彦, 高柳 英明, 田仲 由喜夫, 前野 悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 集束イオンビームによるNb/Ru/Sr2RuO4接合を含んだdc-SQUIDの作製とその評価2014

    • 著者名/発表者名
      石黒 亮輔, 田野 佑典, 谷下 智紀, 永合 祐輔, 柏谷 聡, 米澤 進吾, M.S. Anwar, 高柳 英明, 河野 公俊, 前野 悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一微小接合に流れるジョセフソン電流への電磁環境の影響2014

    • 著者名/発表者名
      佐久間 大輔, 永合 祐輔, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 高柳 英明
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 走査型Nb-SQUID顕微鏡を用いた4He無冷媒冷凍機中での局所磁束観察2014

    • 著者名/発表者名
      柴田 祐輔, 大嶋 勇輝, 柏谷 裕美, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 高柳 英明, 野村 晋太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MODULATION OF CRITICAL CURRENT OF JOSEPHSON JUNCTIONS DUE TO THE EFFECTIVE CAPACITANCE2014

    • 著者名/発表者名
      D. Sakuma, R. Ishiguro, Y. Nago, S. Kashiwaya, and H. Takayanagi
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics(LT27)
    • 発表場所
      Palais Rouge, Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF MEASUREMENT SYSTEM USING MICRO-SQUIDS FOR INVESTIGATION OF HALF-QUANTUM VORTEX IN SR2RUO42014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nago, S. Tsuchiya, T. Shinozaki, R. Ishiguro, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, H. Takayanagi, and Y. Maeno
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics(LT27)
    • 発表場所
      Palais Rouge, Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT NANO AND MICRO SQUIDS BASED ON AL TUNNEL JUNCTIONS AND VORTEX FORMATION OF MESOSCOPIC SUPERCONDUCTING SR2RUO42014

    • 著者名/発表者名
      R. Ishiguro, E. Watanabe, D. Sakuma, S. Tsuchiya, T. Shinozaki, Y. Nago, H. Oosato, D. Tsuya, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, S. Nomura, H. Takayanagi, and Y. Maeno
    • 学会等名
      27th International Conference on Low Temperature Physics(LT27)
    • 発表場所
      Palais Rouge, Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2014-08-06 – 2014-08-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] SQUIDを用いたSr2RuO4の自発磁化観測

    • 著者名/発表者名
      柏谷 裕美, 柏谷 聡, 齊藤 広大, 馬渡 康徳, 石黒 亮輔, 土屋 翔吾, 篠崎 智也, 永合 祐輔, 高柳 英明, 田仲 由喜夫 and 前野 悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 神奈川県平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Sr2RuO4に流れるカイラルエッジ電流検出に向けたMicro-SQUIDの開発

    • 著者名/発表者名
      土屋 翔吾, 篠崎 智也, 永合 祐輔, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 柏谷 裕美, 野村 晋太郎, 前野 悦輝 and 高柳 英明
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学 神奈川県相模原市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 局所磁気観察のための走査型Nb微小SQUID顕微鏡の開発

    • 著者名/発表者名
      柴田 祐輔, 柏谷 裕美, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 高柳 英明 and 野村 晋太郎
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学 神奈川県相模原市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一微小ジョセフソン接合の臨界電流の浮遊容量による変調

    • 著者名/発表者名
      佐久間 大輔, 名坂 成昭, 永合 祐輔, 石黒 亮輔, 柏谷 聡 and 高柳 英明
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学 神奈川県相模原市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 柏谷 裕美, 柏谷 聡, 石黒 亮輔, 齊藤 広大, 土屋 翔吾, 髙柳 英明, 田仲 由喜夫 and 前野 悦輝

    • 著者名/発表者名
      SQUIDによるSr2RuO4エッジ電流の探索
    • 学会等名
      新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」 第4回領域研究会(平成25年度)
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知県名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Sr2RuO4中の半整数量子渦検出に向けたマイクロSQUIDの開発

    • 著者名/発表者名
      永合 祐輔, 土屋 省吾, 篠崎智也, 石黒 亮輔, 柏谷 裕美, 柏谷 聡, 野村 晋太郎, 髙柳 英明 and 前野 悦輝
    • 学会等名
      新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」 第4回領域研究会(平成25年度)
    • 発表場所
      名古屋大学 愛知県名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] SQUIDを用いたSr2RuO4の内部位相の検出2

    • 著者名/発表者名
      柏谷 裕美, 石黒 亮輔, 土屋 翔吾, 小柳 正男, 齊藤 広大, 馬渡 康徳, 柏谷 聡, 髙柳 英明, 田仲 由喜夫 and 前野 悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学 徳島県徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] アルミニウムトンネル型単一微小ジョセフソン接合の輸送特性研究

    • 著者名/発表者名
      佐久間 大輔, 田野 佑典, 石黒 亮輔, 柏谷 聡, 野村 晋太郎 and 髙柳 英明
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学 徳島県徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 日本女子大学 研究者情報

    • URL

      http://www2.jwu.ac.jp/kgr/jpn/ResearcherInformation/ResearcherInformation.aspx?KYCD=00013080

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] ⑤高感度超伝導センシングとその応用

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/s.kashiwaya/kashiwaya4.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 超伝導量子干渉素子およびその製造方法2015

    • 発明者名
      石黒亮輔
    • 権利者名
      独立行政法人理化学研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-025842
    • 出願年月日
      2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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