【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】15K05160 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

超伝導 / 量子渦 / フラックフロー / 磁束量子 / マグナス力 / ローレンツ力 / フラックスフロー / 時間に依存するギンツブルグランダウ方程式 / 拡張準古典理論 / 帯電効果 / カイラルP波超伝導体 / 部分波展開 / ギンツブルグランダウ方程式 / London 方程式 / マヨラナ粒子 / カロリドジャンマトリコン状態 / アンドレーエフ束縛状態

【研究成果の概要】

磁場中の超伝導体のダイナミクスは、超伝導の弱いところ、位相欠陥の性質で決まっている。超伝導の場合、位相欠陥は量子化された磁力線であり、それは超伝導電流の渦巻く中心＝量子渦でもある。外部磁場の下に置かれた超伝導体の多くは内部に磁束量子を多数含む状態にある。そのとき外部電流を流したときに電気抵抗がゼロになるか有限になるかは磁束量子＝量子渦の運動によって決まる。流体中の渦にはマグナス力が働き、磁力線にはローレンツ力がかかる。超伝導の量子渦の場合には、1960年代から長らく論争が続いていた。本研究では両者の合力のみが超伝導の量子渦にかかる力として物理的意味を持つことを見出した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】23244070 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロ波 / マイクロ波顕微鏡 / STM / 鉄系超伝導体 / 電気伝導度分布 / 局所電気伝導度 / 銅酸化物超伝導体 / トポロジカル絶縁体 / 鉄カルコゲナイド / 相分離 / 電気伝導度の空間分布 / 量子渦 / マグナス力 / トポロジカル超伝導体 / 同軸共振器 / ＳＴＭ / 不均質伝導度 / ギャップ方程式 / 準古典方程式 / 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 / カイラル超伝導体 / エピタキシャル薄膜 / マイクロ波伝導 / 電子液晶 / クラッピングモード

【研究成果の概要】

液体ヘリウム中で動作する，STMも同時に兼ね備えたマイクロ波顕微鏡（同軸共振器タイプ，動作周波数 10.7 GHz）を開発した。これを用いて，鉄系超伝導体KxFe2Se2単結晶において，電気伝導度の空間分布を取得することに初めて成功し，網目状の部分が超伝導領域であることを直接示すことができた。また，この過程で，表面の粗さがマイクロ波共振特性に与える影響を取り除く走査方法を見出した。これら伝導度の空間分布測定の空間分解能は，現状で，200 nm以下であった。これらの技術は，さらなる改良により，今後の物性物理学研究に新しい切り口を導入することになると確信する。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】47,970千円 (直接経費: 36,900千円、間接経費: 11,070千円)