研究課題
理論研究において、フォノンによるマヨラナ粒子の安定性への影響を評価し、有限温度の条件では長距離相関に起因する不安定化が起こることがわかった。これはマヨラナ粒子のエネルギー分裂や寿命が有限サイズの系では指数関数的に小さくはなりえないことを意味している。また、高次トポロジカル絶縁体と超伝導接合においてマヨラナクラマース対が出現することを提案した。さらに、InAs細線における電子相関の強さを理論的に評価した。実験研究では、InAsナノ細線ジョセフソン接合において、超伝導電流の観測および高周波測定による交流ジョセフソン効果の観測を行った。明瞭な超伝導電流を観測し、交流ジョセフソン効果をシャピロステップ測定およびジョセフソン雑音測定において観測することに成功した。さらに、磁場を印加すると交流ジョセフソン効果の高周波信号が接合近傍の抵抗の変化によって変調を受けることを見出した。二重ナノ細線での超伝導接合に関しては、微細加工技術の改善によりゲート電圧に対するデバイスの安定性が大幅に向上した。その手法により作製した二重ナノ細線ジョセフソン接合でのシャピロステップの測定にも成功した。加えて、トポロジカル絶縁体BiSbTeから作製したジョセフソン接合で超伝導電流のゲート制御に成功し、鏡面アンドレーエフ反射の兆候を観測した。加えて、シャピロステップの測定を行ったが、マヨラナ粒子の兆候は得られなかった。また、高周波測定によるトポロジカル接合のスペクトロスコピーを目指し、実験系の構築を行った。現在までにInAsジョセフソン接合におけるアンドレーエフ束縛状態の検出に成功している。また、量子スピンホール状態候補物質である単層WTe2のジョセフソン接合作製のための微細加工技術の開発を行った。現在までに多層WTe2に対するエッジコンタクトの形成に成功している。また、ワイル半金属であるPtSe2においてカイラル異常の観測を行った。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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