実空間・時間分解観測手法の確立による超伝導体中の量子渦の非平衡ダイナミクスの研究

建立实空间和时间分辨观测方法研究超导体中量子涡旋的非平衡动力学

基本信息

批准号：
19J11421
负责人：
黒川穂高
金额：
$ 1.09万
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 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11421/
关键词：
磁束量子超伝導磁気光学法磁束量子ダイナミクス

项目摘要

当該年度は，本研究の課題である超伝導体中の磁束量子のイメージングに関して，ハイスピードカメラによるパルス電流下での磁束量子の運動の観測についての論文の執筆ならびに，単一磁束量子の観測を目指した実験系の改良を行った．前者のハイスピードカメラを用いた実験は，最終目標である単一磁束量子ダイナミクスのイメージングに向けた予備実験であると同時に，磁束量子を実時間・実空間で観測し，電流の印加により磁束量子が試料中でどのように運動しているかを明らかにすることを目的として行ったものである．磁束量子のダイナミクスを解明することは，超伝導マグネットへの応用や，超伝導量子ビットをはじめとする超伝導デバイスへの応用を考える上でも重要な問題である．当該年度は，既に得られていた実験結果をもとに執筆した論文がApplied Physics Letters誌に掲載され，かつその論文は同誌のEditor’s pick論文に選出された．加えて「第81回応用物理学会　秋季学術講演会」で論文の内容について講演したところ，応用物理学会の講演奨励賞を授与され，「第68回応用物理学会春季学術講演会」では同様の内容についての招待講演を行った．また，本研究課題の最終的な目標である単一磁束量子ダイナミクスの観測へ向け，磁気センサの感度向上や振動対策にも取り組んだ．その中で超伝導体の種類を変更する，超伝導体とセンサができるだけ近接するよう配置を工夫する，3 Kまで温度を下げる，光学系を最適化する，振動対策の除振ゴムをとりつける，といった様々な工夫を行ったが，結果としては単一磁束量子の観測に至ることはできなかった．単一磁束の観測そのものは実験的にも報告があるため，原理上は可能と考えられたが，先行研究で使用しているセンサや光学系の違いからくる感度の差が当初の想定以上に大きく，その点が最後まで課題として残るかたちとなった．

今年，关于超导体中磁通量子的成像，也就是本研究的主题，我们将写一篇关于使用高速相机观察脉冲电流下磁通量子运动的论文，并观察单个磁通量子的运动。我们改进了我们的目标实验系统。前面使用高速相机的实验是为了成像单一磁通量量子动力学的最终目标而进行的初步实验，同时也是实时、真实空间观测磁通量量子的目的。这项研究的目的是为了阐明颗粒在样品中如何移动。在考虑超导磁体和超导器件（例如超导量子位）的应用时，阐明磁通量量子的动力学是一个重要问题。当年，一篇根据已获得的实验结果撰写的论文发表在《Applied Chemistry Letters》上，并被选为该杂志的编辑推荐论文。另外，我在“第81届日本应用物理学会秋季学术会议”上对我的论文内容进行了演讲，并获得了日本应用物理学会的特邀演讲鼓励奖。此外，我们还致力于提高磁传感器的灵敏度并采取抗振动措施，以观察单磁通量量子动力学，这也是本研究项目的最终目标。其中包括改变超导体的类型、将超导体和传感器布置得尽可能靠近、将温度降低到3 K、优化光学系统以及安装防振橡胶。尽管做出了各种努力，但仍无法观察到。单磁通量量子。单个磁通量的观测本身已经在实验上被报道过，因此原则上被认为是可能的，但由于先前研究中使用的传感器和光学系统的差异而导致的灵敏度差异比最初预期的要大。重大问题，并且直到最后仍然是一个问题。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Deep learning model for finding new superconductors

寻找新超导体的深度学习模型

DOI：
10.1103/physrevb.103.014509
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.7
作者：
Konno Tomohiko;Kurokawa Hodaka;Nabeshima Fuyuki;Sakishita Yuki;Ogawa Ryo;Hosako Iwao;Maeda Atsutaka
通讯作者：
Maeda Atsutaka

Complex conductivity of FeSe1－xTex(x = 0-0.5) films

FeSe1－xTex(x = 0-0.5)薄膜的复电导率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Kurokawa; S. Nakamura; J. Zhao; N. Shikama; Y. Sakishita; Y. Sun; F. Nabeshima; Y. Imai; H. Kitano; A. Maeda
通讯作者：
A. Maeda

高速磁気光学イメージングによるパルス電流駆動力下の磁束量子ダイナミクスの観測

利用高速磁光成像观测脉冲电流驱动力下的磁通量量子动力学

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
黒川穂高; 木下雄斗; 鍋島冬樹; 徳永将史; 前田京剛
通讯作者：
前田京剛

磁気光学法による臨界状態の磁束量子ダイナミクス観測

磁光法观测临界态磁通量子动力学

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
黒川穂高;木下雄斗;鍋島冬樹;徳永将史;前田京剛
通讯作者：
前田京剛

Complex conductivity of FeSe1－xTex(x = 0-0.5) films

FeSe1－xTex(x = 0-0.5)薄膜的复电导率

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Kurokawa; S. Nakamura; J. Zhao; N. Shikama; Y. Sakishita; Y. Sun; F. Nabeshima; Y. Imai; H. Kitano; A. Maeda
通讯作者：
A. Maeda