| 研究課題/領域番号 |
20K14413
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
家永 紘一郎 東京工業大学, 理学院, 助教 (50725413)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | ２次元超伝導体 / 熱電効果 / 超伝導-絶縁体転移 / 量子渦(渦糸) / 超伝導ゆらぎ / 異常金属状態 / 量子臨界 |
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| 研究成果の概要 |
2次元超伝導体では，極低温かつ高磁場域で生じる強い量子ゆらぎにより，磁束線の量子液体やボース凝縮が生じることが電気抵抗から示唆されているが，完全な実証には至っていない．そこで，電気抵抗測定に加え，磁束線の運動を明確に検出できる熱電効果測定を極低温域まで実施することで，実証を試みた．厚さ12nmのアモルファスMoxGe1-x薄膜を測定した結果，磁場中で生じる残留抵抗の異常が磁束線の量子液体に起因することを明らかにした．さらに厚さ10nmの試料に対して広い温度-磁場範囲で測定したところ，熱ゆらぎ領域と量子ゆらぎ領域の境界線を発見し，磁束線の量子液体の起源が量子臨界点の存在に起因することを実証した．
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| 自由記述の分野 |
超伝導，低温物理，ナノ物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁束線の量子液体は，2次元超伝導体で普遍的に生じる超伝導-絶縁体転移に付随する現象である．通常，2次元超伝導体や層状超伝導体では物質固有の現象と2次元効果が混ざって観測されるため，アモルファス超伝導薄膜という単純な系で得られた知見は，これらを分離するために重要である．
現在研究されている超伝導量子ビットでは磁束線一本の量子性を利用しているのに対し，本研究では超伝導体を貫く磁束線が集団的に示す量子性を明らかにした．このことは，量子計算機としての機能が期待される冷却原子気体のような量子多体系が，固体中にも形成される可能性を示唆しており，新たな量子デバイス開発の指針となると期待される.
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