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2011 年度 実績報告書

微細加工を用いた接合によるスピン三重項奇パリティ超伝導の研究

研究課題

研究課題/領域番号 10J00355
研究機関京都大学

研究代表者

中村 壮智  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

キーワードスピン三重項超伝導 / 超伝導近接効果 / ジョセフソン効果 / トポロジー
研究概要

本研究の対象であるSr2RuO4はスピン三重項超伝導体の最有力候補であり、これまでの研究からその超伝導波動関数の軌道はpx+ipyの対称性で表されるカイラルp波であると考えられている。一方Sr2RuO4とRuが共晶になったSr2RuO4-Ru共晶体では、Ru近傍のSr2RuO4でその超伝導転移温度が約2倍の3K程度に上昇することが知られている。われわれは昨年度にPb/Ru/Sr2RuO4超伝導接合の研究から、Sr2RuO4-Ru共晶体において超伝導位相の空間的なトポロジーの変化が存在することを示した。本年度はその結果に基づき、過去に行われたPb/Sr2RuO4/Pb接合の研究の再解釈を行った。Pb/Sr2RuO4/Pb接合ではSr2RuO4超伝導転移と共に臨界電流が抑制される振る舞いが報告されており、これはSr2RuO4の奇パリティ超伝導に起因する0-π転移が原因であると考えられてきた。しかし我々はこの振る舞いもSr2RuO4-Ruにおける超伝導位相のトポロジーの変化がその抑制の原因であると考え、顕微鏡観察と集束イオンビームを用いた微細加工により、Ruの配置を完全に制御したPb/Sr2RuO4/Pb接合を複数作成し、その導電特性を比較した。その結果、Pb/Sr2RuO4/Pb接合の接合特性はPb間のRuに依らず同じ振る舞いをし、臨界電流はPb/Sr2RuO4界面によって決まっていることを明らかにした。これはPb/Sr2RuO4/Pb接合の接合特性は本質的にPb/Ru/Sr2RuO4接合と同じものであることを示しており、Sr2RuO4-Ruにおける超伝導のトポロジーの変化が接合特性を支配していることを意味する。これは過去の実験解釈を覆し、より本質に近い解釈を与えることができた重要な成果である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Essential Configuration of Pb/Ru/Sr2KuO4 Junctions Exhibiting Anomalous Superconducting Interference2012

    • 著者名/発表者名
      中村壮智, 他6名
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: (掲載確定)(未定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of SQUIDs with Nb/Ru/Sr2RuO4 junctions2012

    • 著者名/発表者名
      石黒亮輔, 他7名
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series

      巻: (掲載確定)(未定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological competition of superconductivity in Pb/Ru/Sr2RuO4 junctions2011

    • 著者名/発表者名
      中村壮智, 他6名
    • 雑誌名

      Physical Review B Rapid Communications

      巻: 84 ページ: 060512(1-4)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.84.060512

    • 査読あり
  • [学会発表] Nb/Ru/Sr2RuO4超伝導接合をもつSQUIDを用いたカイラル超伝導性の検証2012

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ部恵弥, 他8名
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] Ru-Sr2RuO4共晶とNb用いたSQUIDによるSr2RuO4超伝導状態の研究2012

    • 著者名/発表者名
      石黒亮輔, 他7名
    • 学会等名
      2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] Nb/Ru/Sr2RuO4超伝導接合を用いたマイクロSQUIDの温度特性2011

    • 著者名/発表者名
      矢ヶ部恵弥, 他7名
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 微小磁場中におけるPb/Ru/Sr2RuO4トポロジカル超伝導接合の臨界電流2011

    • 著者名/発表者名
      中村壮智, 他6名
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Pb/Ru/Sr2RuO4超伝導接合のトポロジーと導電特性2011

    • 著者名/発表者名
      鷲見拓也, 他6名
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
  • [備考]

    • URL

      http://www.ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/person/taketomo/index.html

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公開日: 2013-06-26  

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