| 研究課題/領域番号 |
23244070
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
前田 京剛 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (70183605)
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| 研究分担者 |
加藤 雄介 東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (20261547)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | マイクロ波顕微鏡 / 局所複素伝導度測定 / エバネッセント波 / 鉄系高温超伝導体 / 銅酸化物高温超伝導体 / トポロジカル超伝導体 / カイラル超伝導体 / エピタキシャル薄膜 |
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| 研究概要 |
(1）室温動作マイクロ波顕微鏡（10GHz付近）の作製と動作確認：室温で動作する，同軸共振器とエバネッセント波を利用した方式のマイクロ波顕微鏡（1-10 GHz付近）を設計し，製作を行った。具体的には，（a)ヘッドの設計・作製を行った。この際，電磁界解析シュミレーターを利用して，チップの形状の最適化を検討した。(b)SPMコントローラー（一昨年度購入）と接続し，グラファイト標準試料を用いて，ナノメートルの空間分解能で像を取得することができた。(c)ベクトルネットワークアナライザー(本年度新たに購入したものを利用)を用いて，作製した顕微鏡をマイクロ波で動作させた。トポグラフ像が得られているが，今後，この空間分解能を向上させるべく，さらなるチップの改良に取り組む。また，本年度は低温動作を実現させる。
(2) 鉄系超伝導体単結晶育成（フラックス法）ならびに，薄膜試料作製：現有の電気炉を用いて，ネマティシティーが存在する領域の鉄系超伝導体単結晶試料を作成した。また，ＰＬＤ法を用いて，エピタキシャル薄膜を作製した。バルク単結晶では世界で最も高品質の試料を得ることができ，さらに，エピタキシャル薄膜では，バルク単結晶よりも超伝導特性の優れた試料を得ることができた。
(3) トポロジカル絶縁体Bi2Se3単結晶の良質かつ再現性のよいものを得ることに成功した。
(5)トポロジカル絶縁体表面のディラック粒子ならびにカイラル超伝導体の準粒子のダイナミクスの理論的研究を行った。具体的には，Ｈ24年度に行ったS波超伝導体の磁束コアの伝導度の計算をトポロジカル超伝導体へと応用するべく，計算を開始した。またトポロジカル超伝導体の磁束コア内の緩和時間をゴリコフ方程式を用いて系統的に調べ磁束ダイナミックスに対する知見を得ようとした。
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| 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
年度始めの交付申請書に記載したように，一昨年度，震災ならびに，我々の部局の特殊事情のために，予期せぬ実験室の移動をせねばならなくなってしまい，関連して，ＳＰＭコントローラーが導入されたのが，昨年１月であったため，顕微鏡作製の計画の遂行が予定より大幅に遅れてしまい，それが影響して，低温動作ユニットの作製が当初の計画より遅れてはいるが，本年度に遅れをカバーするつもりで鋭意努力する。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）前項，前々項で記したように，マイクロ波顕微鏡の低温動作化を実現させる。そのために，デュワーおよび特注除震台を導入する。インサート部分は設計が完了しつつあり，これから作製・動作確認へと進める。
（２）作製した低温動作マイクロ波顕微鏡を用いて，当初計画に記したような項目の研究を行う。すなわち，（Ａ）銅酸化物高温超伝導体の局所マイクロ波伝導度測定を行い，超伝導発現機構を議論する。（Ｂ）鉄カルコゲナイド超伝導体の複素伝導度を局所的に測定し，ミクロ相分離が示唆されている物質について超伝導部分の超伝導パラメーターを決定し，それをもとに，さらなる高温超伝導化，鉄系高温超伝導体の超伝導発現機構の議論を行う。
（３）昨年度より開始したトポロジカル超伝導体の磁束量子コアの伝導度の計算を引き続き遂行する。またトポロジカル超伝導体の磁束コア内の緩和時間をゴリコフ方程式を用いて系統的に調べ磁束ダイナミックスに対する知見を得る。
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