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2018 年度 実績報告書

多バンド超伝導体において生成するトポロジカルソリトンの観測

研究課題

研究課題/領域番号 16K06275
研究機関東京理科大学

研究代表者

西尾 太一郎  東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 准教授 (40370449)

研究分担者 有沢 俊一  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (00354340)
田中 康資  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, 上級主任研究員 (70357440)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードトポロジカルソリトン / 量子位相 / 多バンド超伝導体 / 量子磁束
研究実績の概要

本研究の目的は、複数の量子位相をもつ多バンド超伝導体において、理論的に示唆されてきた新しいタイプのトポロジカルソリトンの存在を実験的に検証し、トポロジカルソリトンを新しい情報伝達手段とするためのデバイス開発を行うことである。
昨年度までは、人工的な多バンド超伝導体であるNb/AlO/Nb薄膜の作成に成功し、それを基にしてソリトン発生回路の設計およびその作成を行い、DC-SQUIDセンサーを用いてNb/AlO/Nb薄膜で発生したソリトンの直接観測に成功した。今年度は、昨年度行ったトポロジカルソリトンの観測データを基にソリトンの発生条件を特定し、デバイス開発を行った。この新しいタイプのトポロジカルソリトンの観測例はこれまでほとんどなく、今回の観測は学術的に大変重要な研究であると思われる。また、ソリトンの発生条件を特定したことにより、ソリトン生成の制御に成功し、世界に先駆けて応用の可能性について報告することができた。
成果報告として、昨年度まで論文発表を4件、国際会議発表を1件、学会発表を3件行った。今年度は論文発表を1件、国際会議発表を3件、学会発表を5件行った。今年度の論文発表1件と国際会議・学会発表8件は、ソリトンの実験に関するもので本研究課題の直接的成果である。これらの成果をまとめ、今後論文発表をする予定である。今年度は本研究課題の最終年度であるが、予定どおりデバイス開発まで行うことができ、研究は順調に進んだと考えている。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Abnormal Meissner state in a superconducting bilayer2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y.、Yamamori H.、Yanagisawa T.、Nishio T.、Arisawa S.
    • 雑誌名

      Physica C: Superconductivity and its Applications

      巻: 551 ページ: 41~47

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.physc.2018.05.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] s波超伝導体を用いた分数磁束量子の生成2019

    • 著者名/発表者名
      西尾太一郎
    • 学会等名
      東大駒場物性セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 走査SQUID顕微鏡を利用した材料開発と物性評価2019

    • 著者名/発表者名
      有沢俊一、立木実、大井修一、小森和範、遠藤和弘、田中康資、山森弘毅、柳澤孝、西尾太一郎、林忠之
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム
  • [学会発表] 人工多バンド超伝導体における分数磁束量子の観測2019

    • 著者名/発表者名
      山森弘毅、田中康資、有沢俊一、西尾太一郎、柳澤孝
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 二重層構造をもつ超伝導薄膜における分数量子磁束の観測II2019

    • 著者名/発表者名
      西尾太一郎、佐山秀成、有沢俊一、山森弘毅、柳澤孝、田中康資
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Nucleation of Fractional Vortices in a Superconducting Bilayer2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nishio, S. Ooi, M. Tachiki, S. Arisawa ,H. Yamamori, T. Yanagisawa, Y. Tanaka
    • 学会等名
      12th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重層構造をもつ超伝導薄膜における分数量子磁束の観測2018

    • 著者名/発表者名
      西尾太一郎, 有沢俊一, 山森弘毅, 柳澤孝, 田中康資
    • 学会等名
      2018年日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] Hybrid of Single and Double-Component Superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Y Tanaka, H Yamamori, T Yanagisawa, T Nishio, S Ooi, M Tachiki, S Arisawa
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on Superconductivity
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Fractional Vortices in a Superconducting Double Layer2018

    • 著者名/発表者名
      Hidenari, Sayama, Taichiro Nishio, Shunichi Arisawa, Hirotake Yamamori, Takashi Yanagisawa, Yasumoto Tanaka
    • 学会等名
      The 31st International Symposium on Superconductivity
    • 国際学会
  • [備考] 本学教員らの研究論文がダウンロード数トップに選定

    • URL

      https://www.tus.ac.jp/today/archive/20180606100.html

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公開日: 2019-12-27  

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