• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

奇周波数電子対の物理 理論と実証

研究課題

研究課題/領域番号 15H03686
研究機関名古屋大学

研究代表者

田仲 由喜夫  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40212039)

研究分担者 柏谷 聡  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術部門, 研究員 (40356770)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超伝導 / 奇周波数ペア / 対称性 / 不純物散乱
研究実績の概要

(1)不純物散乱と奇周波数ペア
p波 d波 f波の超伝導体・常伝導体接合において、超伝導体側に不純物散乱が存在する際のペア振幅の計算をEilenberger方程式をといて求めた。不純物散乱はボルン極限からユニタリ極限まで調べた。p波の場合は、零エネルギーアンドレーエフ束縛状態がs波の奇周波数ペアとして表されるため、不純物散乱によらず共鳴は強く残り、零電圧コンダクタンスピークの高さは不純物散乱の強さに依存しない。
(2)2重量子ドットにおける奇周波数クーパー対
2重量子ドットを用いて奇周波数クーパー対を制御する方法を提案した。従来型s波超伝導体と結合した2重量子ドットにおいては、共鳴準位を制御することでクーパー対が2つに分かれた状況を設定できる。さらにドットと超伝導体あるいはドットと常伝導金属との結合の強さを制御することで、奇周波数スピン1重項s波ドット1重項ペアを作り出せることを提案した。この状態は非局所コンダクタンスの測定をした際に電圧依存性に現れることを示した。
(3)2チャンネル近藤格子におけるジョセフソン効果の理論
2チャンネル近藤格子においてはバルクの状態として奇周波数クーパー対が存在することが星野氏(東大)により示されていた。今回星野氏との共同研究で、エッジに形成される奇周波数クーパー対と近藤格子のクーパー対との間のジョセフソン効果の理論研究によりジョセフソン電流に虚数は現れず従来の研究で明らかになった困難は回避されることが示された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

不純物散乱効果をEilenberger方程式を用いて計算する研究は、本年度一定の成果をえることができて論文にまとめるにいたった。しかし、Usadel方程式を用いたTanaka Nazarov理論の拡張はまだできていない。一方で、近藤格子における奇周波数ペアの計算は進展があり、東京大学との共同研究で論文を投稿するにいたった。また2重量子ドット中に奇周波数ペアに関する研究も、進展をえることができて、論文投稿に至った。さらに、2重Rashbaワイヤー系のマヨラナフェルミオンも奇周波数ペアを用いて表されることが明らかになったので予想外の成果といえる。実験では、ロシアのグループとの共同研究が始まった。現在のところおおむね順調にスタートしているといえる。

今後の研究の推進方策

Eilenberger方程式による超伝導体側の不純物が存在する際の準古典理論の整備はおおむね完成したので、不純物散乱の強さ、あるいは不純物散乱の存在する領域の制御を取り入れたモデル計算を広範なパラメータ範囲で実行する。
Usadel方程式による境界条件の再検討を行う。そのため10年前に開発した理論の詳細なチェックを行っている。
実験研究は、表面インピーダンスの測定、dI/dVの測定をロシアMIPTのグループと協力して行う。また超伝導冷凍機の廃熱に奇周波数ペアが利用できないか検討を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Josephson current in a normal-metal nanowire coupled to a superconductor/ferromagnet/superconductor junction2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Ebisu, Bo Lu, Katsuhisa Taguchi, Alexander A. Golubov, and Yukio Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 ページ: 024509

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.93.024509

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theory of tunneling conductance of anomalous Rashba metal/superconductor junctions2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Fukumoto, Katsuhisa Taguchi, Shingo Kobayashi, and Yukio Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 ページ: 144514

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.144514

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fragile surface zero-energy flat bands in three-dimensional chiral superconductors2015

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kobayashi, Yukio Tanaka, and Masatoshi Sato
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 ページ: 214514

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.92.214514

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 1次元磁性原子列のトポロジカル超伝導と奇周波数ペア2015

    • 著者名/発表者名
      戎弘実、矢田圭司、田仲由喜夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] Odd-Frequency pairing and Andreev bound states2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka
    • 学会等名
      11th Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity (M2S)
    • 発表場所
      Geneva, (Switzerland)
    • 年月日
      2015-08-24
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi