| 研究課題/領域番号 |
19K21856
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
白濱 圭也 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70251486)
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| 研究分担者 |
石黒 亮輔 日本女子大学, 理学部, 准教授 (40433312)
永合 祐輔 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (50623435)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| キーワード | 物性物理 / 量子流体固体 / 超流動 / 低温物性 / フォノン / 非平衡 / 水素 / ヘリウム |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、様々な原子分子の薄膜においてフォノンを照射することで非平衡超流動状態を実現することを目的とする。研究代表者らが確立させたヘリウム薄膜の量子相転移機構に基づき、吸着分子薄膜をフォノン等の外場により励起させて、非平衡超流動の実現を目指す。具体的には分子薄膜が吸着した固体基板に100GHz程度の超高周波フォノンを伝播させ、薄膜を局在状態から空間的に広がった励起状態に遷移させる。フォノンの生成には超伝導トンネル接合を作製して使用する。
2020年度は、2019年度に引き続きNb-AlOx-Nb超伝導トンネル素子(ジョセフソン素子)を蒸着法により作製する技術の確立を目指すとともに、シリコン単結晶中でのフォノン生成と伝搬を検出する装置を製作して、フォノン検出を試みた。
まずトンネル素子についてはジョセフソン接合素子として一定の動作特性を有する試料の作製に成功しているが、複数試料の特性にはばらつきが存在し、より理想的な(Ambegaokar-Baratoffの電流特性式に整合する)接合の開発を引き続き進める必要があることがわかった。
次にシリコンウェハーの両面にトンネル接合素子を2枚貼り付けることでフォノン生成検出デバイスを作製して、超伝導ギャップを介して生成される超高周波フォノンの検出を試みている。今のところ明瞭なフォノン伝播の観測には至っていないが、今後1cm程度のシリコンキューブを使用してのフォノン検出実験の準備を進めている。これにより、吸着薄膜(ヘリウム及び水素)を有する多孔体にも実験を拡張する予定である。
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