2017 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02102
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
島野 亮 東京大学, 低温センター, 教授 (40262042)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 集団励起 / 光励起 / 非平衡 / ヒッグスモード / テラヘルツ / ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導の集団励起である振幅モード（ヒッグスモード）および位相モードの観測を利用した超伝導コヒーレンスの光学的検出手法の開発の開拓、さらに光による超伝導コヒーレンスの制御法について以下の研究を進めた。
１）s波超伝導体NbNに直流電流を印加すると、入射電磁波の電場成分が電流に平行な場合に、ヒッグスモードが光学伝導度スペクトルの実部にピーク構造として観測されることを実験で初めて明らかにした。電流注入下ではヒッグスモードが電磁波に対する線形応答として観測できることを実証した。
２）d波超伝導体であるBi系銅酸化物高温超伝導体において、テラヘルツ波パルス励起近赤外光パルスプローブ分光により、ヒッグスモードの観測に初めて成功した。
３）超伝導とネマティック秩序が長距離の磁気秩序を伴わずに共存しているFeSe超伝導薄膜に対してTHz ポンプ-プローブ分光を行い、THzポンプ光による超伝導クーパー対の破壊に由来する信号を検出することに成功した。また、超伝導転移温度より高い温度から現れる信号を検出した。その起源はネマティック秩序や磁気揺らぎ等内在する秩序に由来している可能性が高いと考えられ、その詳細な解析を進めている。
４）銅酸化物高温超伝導体の光励起下での超伝導コヒーレンスをジョセフソンプラズマ共鳴の観測から調べた。La系銅酸化物超伝導体に対し、転移温度以下の超伝導状態において1 mJ/cm2を越えるような非常に強い光励起を行うと新たな準安定状態が発現していることを示唆する実験結果を得た。また、超伝導と競合する電荷ストライプ秩序が現れるLaをNdに置換した系では、励起直後に反射率の上昇が見られ、それが超伝導転移温度以上の電荷秩序の発達する温度領域まで残存することがわかった。この信号が超伝導コヒーレンスを反映するかどうかを今後より系統的な測定により明らかにしていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
銅酸化物高温超伝導体でヒッグスモードの観測に初めて成功した。光による超伝導コヒーレンスの制御の研究を銅酸化物高温超伝導体に適用するための重要な進展であると考えられる。加えて、La系銅酸化物高温超伝導体に光強励起すると、新たな準安定状態が発現していること、Laを一部Ndに置換した系では超伝導転移温度以上でも超伝導コヒーレンスが誘起されることを示唆する結果を得た。これらの結果は、超伝導の発現機構にも深く関連していると考えられ、今後の新たな研究展開が期待される。電流注入方式によるヒッグスモードの観測も、ヒッグスモードの新たな検出法として発展する可能性がある。研究期間を通して多くの進展が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
銅酸化物高温超伝導体でヒッグスモードの観測に成功したので、今後これをプローブとして、光による超伝導コヒーレンスの増強を目指して研究を展開していく。超伝導転移温度以上で超伝導コヒーレンスを光誘起できるかどうかを種々の非線形レーザー分光法を駆使して明らかにしていく。
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Research Products
(28 results)
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[Presentation] Kota Katsumi, Yuki I. Hamada, Ryusuke Matsunaga, John Schneeloch, Ruidan D. Zhong, Genda D. GExploring THz-induced dynamics of a d-wave superconducting condensate in the cuprate Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+x}2017
Author(s)
Kota Katsumi, Yuki I. Hamada, Ryusuke Matsunaga, John Schneeloch, Ruidan D. Zhong, Genda D. Gu, Yann Gallais, and Ryo Shimano
Organizer
6th International Conference on Photoinduced Phase Transitions
Int'l Joint Research
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