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走査プローブ顕微鏡におけるポテンシャル測定技術を精密化することによって、二次元電子系の存在するSi(111)一√3x√3Ag表面でのポテンシャル分布測定より、遮蔽されたポテンシャルやフリーデル振動を観察した。さらに、遮蔽効果は電子系の次元性に依存し次数が下がるにつれて効果が強くなることが予想されることから、電子系の次元による違いを調べるために、一次元電子系での遮蔽効果の実空間観測を試みた。具体的には、Si(111)一√3x√3Ag表面に存在する二次元電子系のフェルミ波長よりもステップ幅が狭い微傾斜シリコン基板を用意し、Ag蒸着・加熱により√3構造を作成することによって、一次元電子系を実現した。極低温超高真空STM/STS装置に開発した原子トラッキング機能を取り付けてエネルギー分解能を向上させたポテンシャル測定手法により、一次元系でのポテンシャル分布の観測を行った。
また上記の精密ポテンシャル測定技術を駆使して、ナノサイズ超伝導体における渦糸の実空間観察やその振る舞いのサイズ依存性について測定した。磁場中におけるゼロバイアス電圧での微分トンネルコンダクタンスの測定から、渦糸侵入の臨界磁場を数十ナノメートルの個々の超伝導体に対して測定することに成功した。また渦糸侵入に対する最少のサイズが存在することも見出している。さらに、走査トンネル顕微鏡の探針からの局所的なトンネル電流の注入により渦糸を意図的に侵入させることにも成功しており、こうした成果は、ナノサイズ超伝導体を駆使した量子スイッチや量子コンピュータへの応用に向けた第一歩として注目を集めた。
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