2018 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
17J02006
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
横井 雅彦 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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Keywords | 層状物質 / 超伝導 / 表面弾性波 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではメゾスコピック系における電子格子相互作用の制御を目的としている。 昨年度まで、超伝導体の新たな物性制御技術の構築を目指した実験を行ってきた。本研究では典型的な圧電素子であるLiNbO3基板上に超伝導NbSe2薄膜を転写し、それを表面弾性波デバイスで挟んだ構造のデバイスを試料として用いている。表面弾性波が照射された超伝導NbSe2薄膜における電気伝導測定を行った結果、臨界電流が変化しない一方で、微小電流領域において有限の起電力が生じる現象が観測され、またバイアス電流に対して逆向きに電圧が生じる負符号抵抗の状態が観測された。 当該年度は、負符号抵抗のメカニズムの解明を目指して、超伝導NbS2薄膜を用いた対照実験を行ってきた。NbS2はNbSe2のSeをSに置換した構造を持つ物質である。NbS2はNbSe2と同様に約6 Kにおいて超伝導転移を示す一方で、NbSe2が持つ電荷密度波状態を示さないことが知られている。そのため、NbSe2で観測された現象に対する電荷密度波の影響を調査するうえで有効な比較対象になる。 NbS2で薄膜デバイスを作製し、NbSe2と同様の実験を行った結果、NbS2では有限の起電力及び負符号抵抗が観測されないことが分かった。この結果は、負符号抵抗に電荷密度波状態が寄与していることを示す。また、NbSe2での測定結果を改めて解析することにより、超伝導性が重要であること、超伝導磁気渦による効果ではないことが分かった。以上をまとめて、負符号抵抗の発現の本質は超伝導状態と電荷密度波状態の共存であることが解明された。 また、これらの成果を国内外での学会等で発表した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超伝導薄膜と表面弾性波を組み合わせた結果、当初予想していなかった結果が得られ、そのメカニズムの理解に向けた研究を行っている。対照実験を通して得られた結果に必要な要素を理解することができたが、微視的なメカニズムの理解には至っていない。今後、実験的、理論的なアプローチからこのメカニズムの理解を進める必要がある。
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Strategy for Future Research Activity |
今後の展開としては、まず負符号抵抗を説明する微視的なモデルの構築が必要である。現在、理論の共同研究者とモデル構築を目指した議論を行っている。まずは現象論的に負符号抵抗を説明できる理論を構築し、その後より微視的なモデル構築に挑む予定である。 実験的には、表面弾性波のパルスを用いた実時間測定を行う予定である。負符号抵抗に対して電荷密度波スライディングが寄与している場合、その時間発展に特徴が現れることが期待される。実時間測定からこの特徴を抽出し、現象の理解を深めたい。
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Research Products
(3 results)