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2017 年度 実績報告書

スピン三重項超伝導にともなう半整数量子磁束状態の探求

研究課題

研究課題/領域番号 16J10404
研究機関京都大学

研究代表者

安井 勇気  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワードスピン三重項超伝導 / トポロジカル超伝導 / ルテニウム酸化物 / 半整数量子フラクソイド / 低温物性 / 集束イオンビーム / SQUID振動 / Little-Parks振動
研究実績の概要

本研究は、スピン三重項超伝導体においてフラクソイドの量子化が通常の半分の単位で生じる現象である半整数量子フラクソイド(HQF)を検出すること、また、その理解を深めることを目的としている。
(1) 半整数量子フラクソイドの観測 : 本研究の第一報となる論文がPhysical Review B誌にて出版された。本論文はライデン大学との国際共著によるものである。この論文では、バルク超伝導体を用いた微小リングの作製技術、微小リングにおけるLittle-Parks振動の観測を報告した。さらには、面内磁場を印加することによって得られた半整数量子状態を示唆する振る舞いについても報告した。また、この成果をアメリカ物理学会にて口頭発表をした。
(2) SQUID振動の出現 : 微小リングを用いた研究をさらに推し進め、同様の物質であっても、ある種類の微小リングでは超伝導量子干渉計(SQUID)振動として知られる超伝導臨界電流の振動が生じることを観測した。上記(1)で得られた結果との対比から、このSQUID振動は超伝導の電子状態に由来する可能性があり、特異な超伝導状態を支持する結果である。この成果について国際会議にて口頭発表を行った。

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

本研究課題である半整数量子フラクソイドに関する論文が出版された。また、超伝導量子干渉計(SQUID)振動の観測と新たな発見もあった。さらに、国際共同研究を行っているライデン大学に訪問し論文執筆を進めた。ルテニウム酸化物超伝導体の薄膜育成を行っているケンブリッジ大学との共同研究も進行中であり、薄膜育成に用いる試料を提供した。

今後の研究の推進方策

本年度の(2)で得られたSQUID振動の解釈をさらに推し進めるため、超伝導接合を用いた研究を進める。カイラル超伝導状態においては超伝導臨界電流が異常な振る舞いを示すと理論的な指摘があり、この検証を進める。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

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

  • [国際共同研究] Leiden University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Leiden University
  • [国際共同研究] University of Cambridge(United Kingdom)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Cambridge
  • [雑誌論文] Little-Parks oscillations with half-quantum fluxoid features in Sr2RuO4 microrings2017

    • 著者名/発表者名
      Yasui Yuuki、Lahabi Kaveh、Anwar Muhammad Shahbaz、Nakamura Yuji、Yonezawa Shingo、Terashima Takahito、Aarts Jan、Maeno Yoshiteru
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 180507(R)

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.180507

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Half-quantum fluxoid features in the magnetotransport of Sr2RuO4 micro rings2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Yasui, K. Lahabi, M. S. Anwar, S. Yonezawa, T. Terashima, J. Aarts, Y. Maeno
    • 学会等名
      APS March Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] SQUID behavior in Sr2RuO4 micro rings2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yasui, K. Lahabi, M. S. Anwar, S. Yonezawa, T. Terashima, J. Aarts, Y. Maeno
    • 学会等名
      Oxide Superspin 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Sr2RuO4微小リングにおけるSQUID振動2017

    • 著者名/発表者名
      安井勇気, Kaveh Lahabi, Muhammad Shahbaz Anwar, 米澤進吾, 寺嶋孝仁, Jan Aarts, 前野悦輝
    • 学会等名
      日本物理学会2016年第71回秋季大会
  • [学会発表] Sr2RuO4微小リングにおける量子振動2017

    • 著者名/発表者名
      安井勇気, Kaveh Lahabi, Muhammad Shahbaz Anwar, 米澤進吾, 寺嶋孝仁, Jan Aarts, 前野悦輝
    • 学会等名
      新学術領域「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第9回トポロジー連携研究会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-19  

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