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2017 年度 実施状況報告書

トポロジカル超伝導体のNMRによる研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14340
研究機関岡山大学

研究代表者

俣野 和明  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (70630945)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード超伝導 / トポロジカル / 核磁気共鳴
研究実績の概要

質量を持たないディラック電子の存在などで注目されているトポロジカル絶縁体研究は理論・実験共に着実に進んでいる。一方で、トポロジカル超伝導体は特異な性質や量子コンピューターなどへの応用が期待されており、複数の候補が上がっているがまだ進んでいない。本研究では、複数の候補物質について試料作製及びNMR測定を行い、トポロジカル超伝導体の理解を深めることを目的とする。
今年度は最近発見されたトポロジカル超伝導体候補物質CuxBi2Se3単結晶試料の作製及び物性評価、InxSn1-xTeの超伝導対称性研究を行った。
超伝導状態になると、結晶の3回対称とは異なる2回対称が超伝導物性に現れ、スピン三重項超伝導であるCuxBi2Se3では、2回対称が現れる方向が論文によって異なることが問題になっていた。今回新たに複数の試料を作成し物性測定を行った結果、2回対称が現れる方向が試料によって異なることを発見し本質的なものであると裏付けた、本研究結果は日本物理学会第73回年次大会で報告した。
トポロジカル結晶絶縁体SnTeにInをドープすることで超伝導が発現するInxSn1-xTeはトポロジカル超伝導体の候補として注目を集めていたが、超伝導対称性を決定するためにNMR測定を行った結果、通常のフルギャップシングレット超伝導体であるというこを発見しPhysical Review B紙に論文として報告した。
また、日本物理学会2017年秋季大会にて本研究に関するシンポジウム招待講演を行った。さらに、物理学科誌2018年2月号にて、本研究に関する解説を発表した。

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

InxSn1-xTeの超伝導対称性を明らかにし、Physical Review B紙の論文として報告できた。
CuxBi2Se3で課題となっていた、2回対称性の現れる角度が試料によって異なることを証明し、物理学会にて報告できた。

今後の研究の推進方策

NMR測定用に同位体77SeをエンリッチしたCuxBi2Se3試料の作製を行い、NMR測定でナイトシフト及び、スピン-格子緩和時間の測定をし、超伝導対称性及び、スピン三重項超伝導特有の磁場相図の作製を行う。
トポロジカル超伝導体候補物質PbTaSe2の超伝導対称性を決定する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

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

  • [雑誌論文] CuxBi2Se3のスピン三重項・ネマティック超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      俣野和明、米澤進吾
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 73 ページ: 103-108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-singlet superconductivity in the doped topological crystalline insulator Sn0.96In0.04Te2017

    • 著者名/発表者名
      Satoki Maeda, Ryohei Hirose, Kazuaki Matano, Mario Novak, Yoichi Ando, and Guo-qing Zheng
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 104502-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.96.104502

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] CuxBi2Se3超伝導体の作製と物性測定2018

    • 著者名/発表者名
      河合哲大, 厚朴優樹, 神鳥吉史, 俣野和明, 神戸高志, 鄭国慶
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
  • [学会発表] NMRから見たトポロジカル物質2017

    • 著者名/発表者名
      俣野和明
    • 学会等名
      2017年度 日本物理学会秋季大会 領域4,領域6,領域8合同シンポジウム「超伝導物質および超流動ヘリウム研究の切り開くトポロジカル物理の最前線」
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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