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2017 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, 工学研究科, 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, その他部局等, 首席研究員 (40356770)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超伝導対称性 / 近接効果 / トンネル効果 / マヨラナフェルミオン
研究実績の概要

(1)異方的超伝導体接合における輸送現象と奇周波数クーパー対
常伝導金属・超伝導体接合界面において零エネルギーアンドレーエフ束縛状態が存在する時には、界面で奇周波数ペアが顕著に表れることが知られている。本年は、超伝導体に弱い不純物散乱が存在する時の接合系のコンダクタンス、電流揺らぎ(ノイズ)が超伝導体の対称性によってどのように異なるふるまいを示すのかを理論的に調べた。特ノイズと電流の比であるFano因子に着目した。d波超伝導体では、零エネルギーアンドレーエフ束縛状態が存在する場合は、零電圧コンダクタンスピークの高さは不純物散乱が強くなると低くなり、またFano因子の値は零からずれる。これに対してスピン3重項p波超伝導体の零エネルギーアンドレーエフ束縛状態が存在する場合は、零電圧コンダクタンスピークは不純物散乱の強さに依存せず、またFano因子の値は零のままである。この結果は、スピン3重項超伝導体固有の異常近接効果の性質を示したもので、その起源はスピン3重項s波であることも明らかになった。またSr2RuO4と金属の接合系における表面インピーダンスの実験を進めて、従来型のBCS超伝導体では見られない異常な温度依存性の存在を実験的に確認した。この起源として奇周波数クーパー対による異常近接効果の観点から解析した。
(2)半導体Rashbaナノワイヤー・超伝導系の近接効果の理論
最近話題になっているRashbaナノワイヤー系の近接効果の計算を行った。この系ではマヨラナフェルミオンがエッジ状態として現れるのが特徴である。ここではナノワイヤーに常伝導体と超伝導体の2つの領域がある場合を考えて、異常近接効果について研究した。超伝導体側にある不純物散乱が、零電圧コンダクタンスピークに与える影響を調べたが、不純物散乱の強さによらず零電圧コンダクタンスピークの高さが一定であることを明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Surface Andreev Bound States and Odd-Frequency2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Tanaka and Shun Tamura
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 191 ページ: 61-83

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10909-018-1849-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current fluctuations in unconventional superconductor junctions with impurity scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Pablo Burset, Bo Lu, Shun Tamura, and Yukio Tanaka
    • 雑誌名

      Phyasical Review B

      巻: 95 ページ: 224502_1-9

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.224502

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] パラフェルミオンと奇周波数ペアリング2018

    • 著者名/発表者名
      田仲由喜夫, K.Snizhko
    • 学会等名
      日本物理瓦解
  • [学会発表] Recent topics of surface Andreev bound states2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Tanaka
    • 学会等名
      Moscow International Symposium on Magnetism (MISM2017)
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface Andreev bound states and odd-frequency pairing in topological superconductor junctions2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Tanaka
    • 学会等名
      Topological matter & flat bands
    • 招待講演
  • [学会発表] 異方的超伝導体接合における不純物散乱効果2017

    • 著者名/発表者名
      Bo Lu, Pablo Burset, 田沼慶忠, Alexander A. Golubov, 浅野泰寛, 田仲由喜夫
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] 異方的超伝導体接合における電流揺らぎの理論2017

    • 著者名/発表者名
      Pablo Burset, Lu Bo, 田村駿, 田仲由喜夫
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] Josephson effects and edge states of Sr2RuO42017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kashiwaya
    • 学会等名
      Oxide Superspin 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Josephson effects and edge states of topological superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kashiwaya
    • 学会等名
      Mesoscopic Structures: Fundamentals and Applications IV International Conference(MSFA’2017)
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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