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超伝導電流による広義電子対液晶の物性探索・制御

公募研究

研究領域量子液晶の物性科学
研究課題/領域番号 22H04476
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

大同 暁人  京都大学, 理学研究科, 助教 (80884626)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード有限重心運動量超伝導 / 超伝導ダイオード効果 / 非相反応答 / 空間反転対称性の破れた超伝導 / 超伝導 / 超伝導電流 / 空間反転対称性の破れた超伝導体 / FFLO超伝導 / ヘリカル超伝導
研究開始時の研究の概要

電流駆動効果や電流応答の重要性が近年一層の高まりを見せている.本研究計画では,研究代表者がこれまで取り組んできた超伝導ダイオード効果の理論を高度化・確立する.それを足掛かりとして有限重心運動量Cooper対の電流駆動や物理量の超伝導電流依存性の解明に取り組み,超伝導体の電流駆動物性という新分野を開拓する.電流を用いた超伝導体の新しいプローブ法を開発し,実験と協調して超伝導研究の新境地を切り開く.

研究実績の概要

本研究は超伝導電流を用いた広義電子対液晶の探索を目的としている.最終年度である本年度は,初年度に引き続き空間反転対称性の破れた超伝導体における非相反現象の解明に取り組んだ.また,研究会への参加を積極的に行い,得られた成果の周知に努めた.
特に,空間反転対称性の破れた超伝導体が磁場下で示す有限重心運動量超伝導に注目した研究を行った.超伝導転移近傍における超伝導揺らぎによる電気伝導度の増大について,有限重心運動量超伝導の特徴的な磁場スケールで異常な増大が生じることを明らかにし,論文を出版した.また,共同研究により多層系の自由度がある場合の超伝導ダイオード効果を調べ,論文を出版した.従来簡単のため無視されてきた軌道磁場の効果により低磁場側にダイオード効果の振動が現れることを発見し,実験との関連について議論した.また,散逸によって有効的に時間反転対象性を破ることによって実現する新しいタイプの超伝導ダイオードを調べ,論文を投稿した.従来の超伝導ダイオード効果は平衡状態の現象だが,ここで考えている系は非平衡状態であり,平衡状態では現れない物理が出現しうる.その例として,ダイオード効果の効率が100%になる一方向の超伝導状態が実現しうることを指摘した.これらの結果は広義電子対液晶の一種である有限重心運動量超伝導の理解を深めるともに実験的な検出にもつながる成果である.また,以上の成果以外に加え,関連するテーマでいくつか論文を投稿した.

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 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 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spin-Triplet Superconductivity from Quantum-Geometry-Induced Ferromagnetic Fluctuation2024

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Taisei、Daido Akito、Yanase Youichi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 132 号: 3 ページ: 036001-036001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.132.036001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital effect on the intrinsic superconducting diode effect2024

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Kyohei、Daido Akito、Yanase Youichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 109 号: 9 ページ: 094501-094501

    • DOI

      10.1103/physrevb.109.094501

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rectification and nonlinear Hall effect by fluctuating finite-momentum Cooper pairs2024

    • 著者名/発表者名
      Daido Akito、Yanase Youichi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 6 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.6.l022009

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Superconducting diode effect and nonreciprocal transition lines2022

    • 著者名/発表者名
      Akito Daido,Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 号: 20 ページ: 205206-205206

    • DOI

      10.1103/physrevb.106.205206

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum geometric effect on Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov superconductivity2022

    • 著者名/発表者名
      Taisei Kitamura,Akito Daido,Youichi Yanase
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 号: 18 ページ: 184507-184507

    • DOI

      10.1103/physrevb.106.184507

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 散逸に誘起された超伝導ダイオード効果と一方向超伝導状態2024

    • 著者名/発表者名
      大同暁人,柳瀬陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Rectification and nonlinear Hall effect by fluctuating helical Cooper pairs2024

    • 著者名/発表者名
      Akito Daido
    • 学会等名
      APS March Meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 散逸に誘起された非相反超伝導2023

    • 著者名/発表者名
      大同暁人
    • 学会等名
      令和5年度 新学術領域研究「量子液晶の物性科学」領域研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘリカル超伝導体の非相反電荷輸送2023

    • 著者名/発表者名
      大同暁人
    • 学会等名
      超伝導研究の発展と広がり
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘリカル超伝導体の非相反ゆらぎ伝導度2023

    • 著者名/発表者名
      大同暁人,柳瀬陽一
    • 学会等名
      日本物理学会 第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsic mechanism of the superconducting diode effect2023

    • 著者名/発表者名
      Akito Daido
    • 学会等名
      Microscopic approach from pair correlation to pair condensation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonreciprocal charge transport in finite-momentum superconductors2023

    • 著者名/発表者名
      Akito Daido
    • 学会等名
      Spintronics XVI
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヘリカル超伝導体の非相反電荷輸送2023

    • 著者名/発表者名
      大同暁人
    • 学会等名
      強相関電子系のフロンティア
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nonreciprocal charge transport of fluctuating finite-momentum Cooper pairs2023

    • 著者名/発表者名
      Akito Daido
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Liquid Crystals 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonreciprocal charge transport and phase transitions in noncentrosymmetric superconductors2023

    • 著者名/発表者名
      Akito Daido,Youichi Yanase
    • 学会等名
      META2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 内因的超伝導ダイオード効果と非相反超伝導相図2023

    • 著者名/発表者名
      [大同暁人,柳瀬陽一]
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsic superconducting diode effect2023

    • 著者名/発表者名
      [Akito Daido]
    • 学会等名
      APS March Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 内因的超伝導ダイオード効果と超伝導電流下の磁場温度相図における非相反性2022

    • 著者名/発表者名
      [大同暁人]
    • 学会等名
      非自明な電子状態で発現する超伝導現象の新しい潮流
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 内因的超伝導ダイオード効果とヘリカル超伝導2022

    • 著者名/発表者名
      [大同暁人]
    • 学会等名
      第28回 渦糸物理ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory of intrinsic superconducting diode effect2022

    • 著者名/発表者名
      [Akito Daido]
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theory of intrinsic superconducting diode effect2022

    • 著者名/発表者名
      [Akito Daido]
    • 学会等名
      SCES2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonreciprocal responses in superconductors: diode effect, Meissner effect, and nonlinear optics2022

    • 著者名/発表者名
      [Akito Daido,Hikaru Watanabe,Hiroto Tanaka,Yuhei Ikeda,Youichi Yanase]
    • 学会等名
      META2022 The 12th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超伝導電流による広義電子対液晶の物性探索・制御2022

    • 著者名/発表者名
      [大同暁人]
    • 学会等名
      新学術領域研究「量子液晶の物性科学」第2期公募研究キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Theory of the intrinsic superconducting diode effect2022

    • 著者名/発表者名
      [Akito Daido]
    • 学会等名
      Superconducting diode effects workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 量子幾何学によるスピンを持つ超伝導の予言―スピン三重項超伝導の探索に向けた指導原理―

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2024-01-19-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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