空間反転対称性の破れた超伝導人工格子が示すダイオード効果の機構解明

空间反演对称性破缺超导人工晶格的二极管效应机理

基本信息

批准号：
22KJ1963
负责人：
河原崎諒
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1963/
关键词：
超伝導ダイオード効果

项目摘要

本研究目的は、申請者らのグループが発見したNb/V/Ta人工格子が示す超伝導ダイオード効果の機構解明である。申請者は、超伝導ダイオード効果は薄膜積層方向の空間反転対称性の破れに起因する効果であると考えているが、超伝導人工格子に侵入するボルテックスの運動に起因する可能性も指摘されている。令和４年度は、Nb/V/Ta人工格子の超伝導ダイオード効果の極性が磁場を増大させることで反転することを実証した。(Ryo Kawarazaki et al., Magnetic-field-induced polarity oscillation of superconducting diode effect, Appl. Phys. Express 15, 113001)この結果は、超伝導状態の性質もしくは超伝導ダイオード効果の機構のいずれかが低磁場側と高磁場側で変化していることを意味する。超伝導状態の変化として、ヘリカル超伝導状態間のクロスオーバーが提唱されており、それに基づいた理論計算と定性的に整合していることが判明した。その一方で、低磁場と高磁場では超伝導ダイオードの機構が異なり、特に高磁場側では超伝導人工格子に侵入するボルテックスに起因している可能性を示唆する結果も得られた。本研究成果から超伝導ダイオード効果の機構解明には低磁場側と高磁場側でそれぞれ個別に検討する必要性があることが判明した。

这项研究的目的是阐明申请人组发现的NB/V/TA人工晶格所示的超导二极管效应的机制。申请人认为，超导二极管效应是由沿薄膜堆叠方向的空间反演对称性破裂引起的，但也已经指出，它可能是由涡流的运动引起的，它穿透了超导性人工晶格。在2022年，我们证明了NB/V/TA人工晶格的超导二极管效应的极性通过增加磁场而反转。（Ryo Kawarazaki等人，磁场诱导的超导二极管效应的极性振荡，Appl。Phys。Express。Express。Express。15，113001）该结果意味着超导状态的性能或超导二极管二极管效应在低磁场和高磁场边的效果变化。已经提出了螺旋超导状态之间的交叉跨度作为超导状态的变化，并且发现它与基于此的理论计算在质上是一致的。另一方面，超导二极管的机制在低磁场和高磁场之间有所不同，结果表明它可能是由穿透超导型人工晶格的涡旋引起的，尤其是在高磁场侧。这项研究发现表明，有必要分别研究超导二极管效应在低磁场侧的机理。

项目成果

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专利数量（0）

Magnetic-field-induced Polarity Oscillation of the Superconducting Diode Effect

磁场引起的超导二极管极性振荡效应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryo Kawarazaki;Hideki Narita;Yuta Miyasaka;Yuhei Ikeda;Ryusuke Hisatomi;Akito Daido;Yoichi Shiota;Takahiro Moriyama;Youichi Yanase;Alexey V. Ognev;Alexander S. Samardak;and Teruo Ono
通讯作者：
and Teruo Ono

Magnetic-field-induced polarity oscillation of superconducting diode effect

磁场引起的超导二极管极性振荡效应

DOI：
10.35848/1882-0786/ac99b9
发表时间：
2022
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Kawarazaki Ryo;Narita Hideki;Miyasaka Yuta;Ikeda Yuhei;Hisatomi Ryusuke;Daido Akito;Shiota Yoichi;Moriyama Takahiro;Yanase Youichi;Ognev Alexey V.;Samardak Alexander S.;Ono Teruo
通讯作者：
Ono Teruo