パラフェルミオンの電気的制御を目指した理論研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K17432
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造物理
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2017-2018); 筑波大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 植田 暁子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70453537)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: トポロジカル超伝導体 / マヨラナフェルミオン

研究成果の概要

マヨラナフェルミオンを含むパラフェルミオンの検出、制御方法を理論的に研究した。パラフェルミオンが存在するトポロジカル超伝導体が常伝導体と接合している系を考え、パラフェルミオンが存在している証拠が伝導特性にどのように現れるかを考察した。完全係数統計を含む伝導特性をケルディッシュグリーン関数法を用いて計算した。
具体的な物質として、遷移金属ダイカルコゲナイド層状物質を考え、イオン液体ゲートを用いた層状物質の伝導制御を考察した。

自由記述の分野

ナノ物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子コンピュータの実用化を阻んでいるデコヒーレンス（環境との相互作用によって量子状態が壊れること）の問題を解決すると期待されているトポロジカル量子コンピュータの実現のための基礎研究を行った。本研究によって提案されたマヨラナフェルミオンを含むパラフェルミオンの常伝導体を用いた検出方法により、これからさらに検出実験が盛んに行われることが期待される。