2018 年度研究成果報告書

重い電子系薄膜の界面設計による新奇超伝導相の創成

研究課題

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研究課題/領域番号	15H05457
研究種目	若手研究(A)
配分区分	補助金
研究分野	物性Ⅱ
研究機関	京都大学
研究代表者	笠原裕一京都大学, 理学研究科, 准教授 (10511941)
研究協力者	成塚政裕寺嶋孝仁
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	超伝導 / 界面制御 / 強相関電子系
研究成果の概要	新しい超伝導現象やトポロジカル現象の探索を目的として、重い電子系物質を用いた人工超格子の作製ならびに電界効果による電子状態制御を行った。重い電子系人工超格子では、三色超格子にようる空間反転対称性の破れた超伝導体の人工創成、反強磁性体／超伝導体ハイブリッド超格子による反強磁性揺らぎの注入と超強結合超伝導状態の実現、反強磁性の次元制御に成功した。また、電界効果により誘起した2次元超伝導において、磁場中金属状態や超伝導電子対のスピンが層に対し垂直方向に固定されたイジング超伝導状態を発見した。
自由記述の分野	低温物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	人工超格子や電界効果により、バルク物質ではこれまで観測されてこなかった特異な超伝導状態が見出された。特に人工超格子では、トポロジカル超伝導の実現が指摘されている空間反転対称性の破れた超伝導状態を実現し、さらに空間反転対称性の破れの度合いを制御できることを明らかにした。さらに超伝導状態を制御する新しい手法として、反強磁性体との近接効果が有効であることを実証した。電界効果においてもイジング超伝導などの新しい超伝導状態が見出されている。従来の化学合成では実現困難な新しい電子相を探索する強力な手法として今後展開されることが期待される。