異方的超伝導に特有の新量子現象

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17071007
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 前野 悦輝 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80181600)
• 研究分担者: 三宅 和正 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90109265) ; 田仲 由喜夫 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40212039) ; 柏谷 聡 産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, グループ長 (40356770) ; 石田 憲二 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90243196) ; 神原 浩 産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 研究員 (00313198)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 異方的超伝導 / ルテニウム酸化物 / スピン三重項超伝導 / スーパークリーン / トンネル効果 / 奇周波数ペアリング / 超伝導近接効果

研究概要

電子の電荷・スピンの両方が超流動状態となる画期的な「スピン三重項の超伝導」を確証するため、超純粋(スーパークリーン)なルテニウム酸化物Sr2RuO4を用いて、超伝導電子対のスピン方向や運動、磁場中での現象などを研究した。また、Sr2RuO4の結晶中に常伝導金属が規則的に自然析出する共晶試料を用いた超伝導接合の実験や、奇周波数ペアリングの理論展開から、新奇な近接効果などの新量子現象を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Evidence of superconductivity on the border of quasi-2D ferromagnetism in Ca2RuO4 at high pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: Alireza PL, Maeno Y(4番目), 他7名
  • 雑誌名: Journal of Physics- Condensed Matter 22 ページ: 052202-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Spin-orbit interaction in spin-triplet superconductor: Structure of d-vector and anomalous 17O-NQR relaxation in Sr2RuO4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 79 ページ: 024714-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angular dependence of the upper critical field of Sr2RuO4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Kittaka S, Ishida K (5番目), Maeno Y (6番目), 他3名
  • 雑誌名: Physical Review B 80 ページ: 174514-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large enhancement of 3-K phase superconductivity in the Sr2RuO4-Ru eutectic system by uniaxial pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: Kittaka S, Yaguchi H, Maeno Y
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 78 ページ: 103705-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chiral superconducting phase transition in 3-K phase of Sr2RuO4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Kambara H, 他5名
  • 雑誌名: Physica C 469 ページ: 1030-1033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pairing mechanism and anisotropy of d-vector of spin-triplet superconductor Sr2RuO4 (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka Y, Miyake K
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 78 ページ: 074701-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial development of superconductivity in the Sr2RuO4-Ru eutectic system (2009)
  • 著者名/発表者名: Kittaka S, Maeno Y (5番目), 他3名
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 78 ページ: 064703-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model for vortex core tunneling spectroscopy of chiral p-wave superconductors via odd-frequency pairing states (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanuma Y, Tanaka Y (3番目), 他2名
  • 雑誌名: Physical Review Letters 102(11) ページ: 117993-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous transport through the p-wave superconducting channel in the 3-K phase of Sr2RuO4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Kambara H, Kashiwaya S (2番目), 他4名
  • 雑誌名: Physica Review Letters 101(26) ページ: 267003-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zero-Point motion of oxygen and anomalous isotope effect in Sr2RuO4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Okada A, Miyake K
  • 雑誌名: Journal of Physics Society Japan 77(9) ページ: 093707-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple superconducting transitions in the Sr3Ru207 region of Sr3Ru2O7-Sr2RuO4 eutectic crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: Kittaka S, Fusanobori S, Yonezawa S, Yaguchi H, Maeno Y(5番目), 他2名
  • 雑誌名: Physical Review B 77(21) ページ: 214511-1-1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chirality sensitive effect on surface states in chiral p-wave superconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama T, Tanaka Y(3番目), 他2名
  • 雑誌名: Physical Review Letters 100(22) ページ: 177002-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure, morphology and composition of superconducting Sr2RuO4- Sr3Ru2O7 eutectic crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: Fittipaldi R, Fusanobori S, Maeno Y (7番目), 他4名
  • 雑誌名: Physica C: Superconductivity 460 ページ: 524-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductance spectroscopy of spin-triplet superconductors (2007)
  • 著者名/発表者名: Asano Y, Tanaka Y(2番目), 他2名
  • 雑誌名: Physical Review Letters 99(6) ページ: 067005-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasiclassical green's function theory of Josephson effect in chiral p-wave superconductor/ diffusive normal metal/chiral p-wave superconductor junctions (2007)
  • 著者名/発表者名: Sawa Y, Yokoyama T, Tanaka Y(3番目), 他1名
  • 雑誌名: Physical Review B 75(13) ページ: 134508-1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] New trend of superconductivity in strongly correlated electron systems (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 19(12) ページ: 125201-1-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ru-101 knight shift measurement of superconducting Sr2RuO4 under small magnetic field parallel to the RuO2 plane (2007)
  • 著者名/発表者名: Murakawa H, Ishida K(2番目), Maeno Y (6番目), 他3名
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76-2 ページ: 024716-1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] A, Theory of the proximity effect in junctions with unconventional superconductors (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Golubov A.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 98(3) ページ: 037003-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunneling spectroscopy of the interface between Sr2RuO4 and a single Ru micro-inclusion in eutectic crystals (2006)
  • 著者名/発表者名: Yaguchi H, Takizawa K, Maeno Y (5番目), 他6名
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 75(12) ページ: 125001-1-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical superconducting order parameter domains in Sr2RuO4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kidwingira F, Str, J. D, Van Harlingen D. J, Maeno Y
  • 雑誌名: Science 314(5803) ページ: 1267-1271
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Resolution Polar Kerr Effect Measurements of Sr2RuO4: Evidence for broken time-reversal symmetry in the superconducting state (2006)
  • 著者名/発表者名: Xia J, Maeno Y(2番目), 他3名
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97(16) ページ: 167002-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of Sr2RuO4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Kambara H, Niimi Y, Maeno Y(5番目), 他3名
  • 雑誌名: AIP Conference Proceeding Series 850 ページ: 539-540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical current of the Sr2RuO4-Sr3Ru2O7 eutectic system (2006)
  • 著者名/発表者名: Hooper J, Zhou M, Mao Z. Q, Liu Y, Perry R, Maeno Y
  • 雑誌名: Physical Review B 73(13) ページ: 132510-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Josephson effect in p-wave dirty junctions (2006)
  • 著者名/発表者名: Asano Y, Tanaka Y, Kashiwaya S
  • 雑誌名: Physical Review Letters 96 ページ: 097001-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] スピン三重項超伝導体ルテニウム酸化物Sr2RuO4におけるトンネル効果 (2005)
  • 著者名/発表者名: 矢口宏, 前野悦輝, 川村稔
  • 雑誌名: 固体物理(特集号「超伝導接合の物理と応用」) 40 ページ: 712-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Triplet-pairing superconductivity induced by short-range ferromagnetic correlations in Sr2RuO4 (2005)
  • 著者名/発表者名: Hoshihara K, Miyake K
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 74 ページ: 2679-2682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous features of the proximity effect in triplet superconductors (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Asano Yその, 他2名
  • 雑誌名: Physical Review B 72 ページ: 140503-1-4
• [雑誌論文] Development of an ultra-low temperature scanning tunneling microscope and applications for low temperature physics (2005)
  • 著者名/発表者名: Kambara H, Matsui Tその, 他2名
  • 雑誌名: Journal of Physics and Chemistry of Solids 66 ページ: 1552-1555
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal growth of the new Sr2RuO4-Sr3Ru207 eutectic system by a floating zone method (2005)
  • 著者名/発表者名: Fittipaldi R, Vecchione A, Maeno Y(8番目), 他5名
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 282 ページ: 152-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of enhanced proximity effect by midgap Andreev resonant state in diffusive normal metal/triplet superconductors junctions (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Kawhiwaya S, Yokoyama T
  • 雑誌名: Physical Review B 71 ページ: 094513-1-16
  • 査読あり
• [学会発表] 時間反転対称性を破る超伝導体・超流動体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前野悦輝
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 超伝導におけるアンドレーエフ束縛状態とエッジ状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柏谷聡
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Recent Developments in the studies of Sr2RuO4 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前野悦輝
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: ポートランド(アメリカ)
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] Novel Quantum Phenomena in Superconducting Sr2RuO4 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前野悦輝
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2010)
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2010-03-12
• [学会発表] Theory for d-vector in spin-triplet superconductor Sr_2RuO_4 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三宅和正
  • 学会等名: PSM2010
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] Transport properties of Sr2RuO4、microdevices (2010)
  • 著者名/発表者名: 柏谷聡
  • 学会等名: PSM2010
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Odd-frequency Cooper pairing in non-uniform superconducting systems (2009)
  • 著者名/発表者名: 田仲由喜夫
  • 学会等名: International Symposium on Novel Spin Pairing 2009 (NSP2009)
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] New Developments in the studies of superconductivity in Sr2RuO4 (2009)
  • 著者名/発表者名: 前野悦輝
  • 学会等名: The 9th International Conference on Materials and Mechanism of Superconductivity (M2S-IX)
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Fabrication and Transport Properties of Sr2RuO4 Microdevices (2009)
  • 著者名/発表者名: 柏谷聡
  • 学会等名: M2S-IX
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Andreev bound states and anomalous transports in anisotropic superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: 柏谷聡
  • 学会等名: New Directions of Superconducting Nanostructures 2009 (NDSN2009)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] Odd-frequency Cooper pairing in non-uniform superconducting system (2009)
  • 著者名/発表者名: 田仲由喜夫
  • 学会等名: ISSP International Workshop on New Developments in Theory of Superconductivity
  • 発表場所: 東京大学物性研究所
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] Odd-frequency Cooper pairing in non-uniform superconducting systems (2008)
  • 著者名/発表者名: 田仲由喜夫
  • 学会等名: 10th German-Japanese Symposium
  • 発表場所: Schloss Ringberg, Rottach-Egern(ドイツ)
  • 年月日: 2008-10-01
• [学会発表] Issues on the Superconducting Symmetry of Sr2RuO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: 前野悦輝
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2007)
  • 発表場所: 岐阜県
  • 年月日: 20071029-20071101
• [図書] 超伝導ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 前野悦輝, 三宅和正, 田仲由喜夫, 柏谷聡
  • 総ページ数: 171-178,181-194,204-213,328
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.superclean-materials.org/