Electrical and optical creation and control of non-Abelian anyons

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今年度は結合ジョセフソン接合のジョセフソンダイオード効果のゲート依存性から、各ジョセフソン接合のスイッチング電流が等しい場合にダイオード効果が大きくなることを発見した。また、アンドレーエフ分子状態の結果について、スピン軌道相互作用によって超伝導ギャップが閉じることを解明した。さらに、ジョセフソンダイオード効果が存在する領域でシャピロ応答の測定を行い、ダイオード効果の効率が大きくなること、バイアス電流がなくても有限の電圧差が形成されることを発見した。また、面内磁場の印加を結合ジョセフソン接合に行い、単一ジョセフソン接合でのダイオード効果とコヒーレント結合に由来するダイオード効果が共存する様子を観測した。本年度は単層 WTe2 におけるゲート制御のみによるジョセフソン接合の実現を行った。その結果、デバイスの伝導チャネルの調整が可能となり、さらに磁気応答の解釈において2次元超伝導性を考慮することが必要であると示した。さらに、これまでに構築したアンドレーエフ分光法を透過率の低い接合の分光に適した高い周波数に拡張した。励起子-ポラリトン凝縮体の光学的に駆動された回転を研究し、角運動量の増加、複数の量子化渦の発生と捕獲を観測し、原子BEC実験との密接な関連性を解明した。これらの結果は、「光攪拌器」に期待される応答に近く、渦格子の観測可能性が高いことを示している。また、動的な光学格子に対する励起子-ポラリトンの応答を詳細に調べた結果、ポラリトンのトポロジカル・フロケ状態形成の証拠として、エネルギーバンドの傾きを発見した。理論面では、ツイスト二層グラフェンを、相互作用する量子細線の二次元ネットワークとして記述し、その電子相を研究した。その結果、分数充填量においてギャップレスカイラルエッジ状態を持つ絶縁相を実現する条件を解析し、実験で観測された量子異常ホール状態に類似することを解明した。