強いスピン軌道相互作用を有する強相関トポロジカル電子相における量子物性の開拓

具有强自旋轨道相互作用的强相关拓扑电子相的量子物理性质探索

基本信息

批准号：
19J22547
负责人：
増子真
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、トポロジカル絶縁体と超伝導体の接合系における新奇な電荷輸送現象の開拓とその機構解明を目的としている。前年度までに、トポロジカル絶縁体Bi2Te3と超伝導体PdTe2から成る薄膜積層構造の作製技術を確立した。Bi2Te3/PdTe2のようなトポロジカル絶縁体と超伝導体の接合系では、接合界面に超伝導近接効果によるトポロジカル超伝導が生じると期待されている。本研究では、この接合界面において空間反転対称性が破れていることに着目し、系の空間反転対称性の破れを敏感に捉える実験手法である非相反輸送測定を行った。実験の結果、Bi2Te3/PdTe2 接合系において面内磁場印加により明瞭な非相反信号を観測し、その温度依存性が理論的に期待される振る舞いと整合することを明らかにした。さらに、磁場を面直方向にわずかに傾けると非相反信号が符号反転を示すことを発見し、解析によりこの符号反転が磁場の面直成分の増加に伴う磁束の種類のクロスオーバーに対応して生じていることを解明した。これらの結果はBi2Te3/PdTe2接合系において近接効果が作用し、空間反転対称性の破れた超伝導の実現を示しており、界面におけるトポロジカル超伝導の発現を示唆している。本成果は、トポロジカル絶縁体/超伝導体接合系におけるトポロジカル超伝導およびマヨラナフェルミオンの実証に向けた基盤となるものであり、デバイス加工技術の適用によりさらに高度かつ精密な実験への発展が期待される。

这项研究旨在在拓扑绝缘体和超导体之间建立新的电荷转运现象，并阐明机制。到上一年，我们已经建立了一项技术，用于制造由拓扑绝缘体BI2TE3和超导体PDTE2组成的薄膜层压结构。在拓扑绝缘子和超导体（例如BI2TE3/pDTE2）的结中，预计由于超导性接近效应而导致的拓扑超导率有望在连接界面上发生。在这项研究中，我们专注于在该连接接口处的空间反演对称性的破坏，并进行了非转录运输测量测量，这是一种实验方法，可敏感地捕获系统中空间反演对称性的破坏。实验表明，在BI2TE3/PDTE2连接系统中观察到明显的非对重点信号，通过应用平面磁场，其温度依赖性与理论上预期的行为一致。此外，我们发现，当磁场沿垂直于平面的方向稍微倾斜时，非转录信号就会表现出符号反演，并且分析表明，这种符号反演与与磁场平面成分相关的磁性通量类型的交叉相对应。这些结果表明，接近效应作用于BI2TE3/PDTE2连接系统，通过空间反演对称性达到了断裂的超导性，表明界面处拓扑超导性的表达。该结果是拓扑绝缘体/超导体连接系统中拓扑超导性和Mayorana fermion演示的基础，并有望通过应用设备处理技术发展成更复杂和精确的实验。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

分子線エピタキシー法によるSn1-xInxTe (0 <= x <= 0.66) 薄膜の作製と超伝導特性

分子束外延制备Sn1-xInxTe(0≤x≤0.66)薄膜及其超导性能

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
増子真;吉見龍太郎;塚﨑敦;川村稔;高橋圭;川﨑雅司;十倉好紀
通讯作者：
十倉好紀

Molecular Beam Epitaxy Growth of Superconducting Sn1-xInxTe (0 <= x <= 0.67) Thin Films

超导 Sn1-xInxTe (0 <= x <= 0.67) 薄膜的分子束外延生长

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Masuko;R. Yoshimi;A. Tsukazaki;M. Kawamura;K. S. Takahashi;M. Kawasaki;Y. Tokura
通讯作者：
Y. Tokura

Versatile electronic states in epitaxial thin films of (Sn-Pb-In)Te: From topological crystalline insulator and polar semimetal to superconductor

DOI：
10.1103/physrevmaterials.5.094202
发表时间：
2021-04
期刊：
Physical Review Materials
影响因子：
3.4
作者：
R. Yoshimi;Makoto Masuko;N. Ogawa;M. Kawamura;A. Tsukazaki;Kei S. Takahashi;M. Kawasaki;Y. Tokura
通讯作者：
R. Yoshimi;Makoto Masuko;N. Ogawa;M. Kawamura;A. Tsukazaki;Kei S. Takahashi;M. Kawasaki;Y. Tokura

トポロジカル絶縁体(Bi,Sb)2Te3／超伝導体PdTe2接合における非相反輸送現象

拓扑绝缘体(Bi,Sb)2Te3/超导体PdTe2结中的非互易输运现象