原子膜積層化により形成した超伝導システム の物性探索

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1 原子膜積層化により形成した超伝導システム の物性探索
原子層科学（駒場） 原子膜積層化により形成した超伝導システム の物性探索 筑波大学　神田晶申　 超伝導体：　 NbSe2　　Tc = 7 K BSCCO K (Bi2Sr2CaCu2O8+） 物性：　 グラフェン/層状超伝導体接合における、 新しいアンドレーエフ反射の探索 メゾスコピック超伝導物理の開拓

2 超伝導体／グラフェン接合のアンドレーエフ反射
2種類（鏡面反射／再帰反射） Beenakker, Phys. Rev .Lett. 97, (2006) | EF-ED | > D | EF-ED | < D 観測のためには、 　・　ディラック点揺らぎの抑制 　・　仕事関数差による電荷ドープの考慮 が必要 Large Vg Small Vg Retro-reflection Specular reflection グラフェン 超伝導体 進捗 仕事関数差を考慮した理論(Efetov & Efetov (2016)) BLG/NbSe2接合をhBNで挟んだ試料で、 仕事関数差を考慮した理論と定性的に 一致する結果を得た。 鏡面反射を明確に観測したとは言い切 れない。電荷ドープの軽減が必要

3 メゾスコピック超伝導物理の開拓 高温超伝導体の多くは層状で劈開可能 厚さの揺らぎがない ⇒ 渦糸ピニングの制御等が容易
厚さの揺らぎがない 　　　⇒　渦糸ピニングの制御等が容易 メゾスコピック超伝導への応用 　　－　渦糸状態制御、渦糸のＭＱＴ 　　－　薄膜化によるＴｃ制御 　　－　超伝導電流の量子化の検証　など

4 メゾスコピック超伝導物理の開拓 進捗 NbSe2 大気暴露、微細加工が超伝導特性に与える影響を解明
厚さ＞10 nm 内包型(MLG/NbSe2/hBN) 大気暴露型 Tc = 7.0 K　ΔTc = 0.1 K Tc = 6.9 K　ΔTc = 0.1 K ほぼ同じ Hc(4.5 K) = 1.7 T Hc(4.5 K) = 1.6 T ＲＩＥ Tc = 6.3 K　ΔTc = 0.8 K Hc(4.5 K) = 1.3 T 大きく減少

5 メゾスコピック超伝導物理の開拓 絶縁体的 Tc: 約110 K 進捗 薄膜化すると超伝導性が消失 バルク（２端子測定） 薄膜（内包型）
BSCCO 薄膜化すると超伝導性が消失 バルク（２端子測定） 薄膜（内包型） 銀ペースト Cr/Au電極 Bi2212 Tc: 約110 K 絶縁体的

6 今後の計画 アンドレーエフ反射 メゾスコピック超伝導 共同研究 理論結果 (Efetov & Efetov (2016))
　仕事関数差　　 　　　　　　5 mV mV mV 鏡面反射を明確に観測するためには、電荷 ドープの抑制が必要。 仕事関数差の影響を軽減できる試料構造 の採用 高温超伝導体の使用 理論解析 メゾスコピック超伝導 NbSe2: 微細加工を行い、渦糸状態の実験を開始 BSCCO: 超伝導の回復 共同研究 hBN (谷口先生、渡邊先生（ＮＩＭＳ）） 高温超伝導体（高野義彦氏（ＮＩＭＳ）） 理論解析　（高根美武氏（広島大）、吉岡英生氏（奈良女子大）、林正彦氏（秋田大））