Exploring Majorana quasi-particles in monolayer heavy-fermion superconductors

探索单层重费米子超导体中的马约拉纳准粒子

• 批准号: 22K14004
• 负责人: 浅場 智也
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14004/
• 关键词: 超伝導; 重い電子; 薄膜; STM

トポロジカル超伝導体において創発されるマヨラナ準粒子は、その非可換エニオンという新奇の統計性を示す粒子の元となる粒子として基礎物理学の立場から興味が持たれているだけでなく、トポロジカル量子計算という誤り耐性の高い量子計算を可能にする粒子として、近年世界中で注目され活発に研究されている。本研究では極低温走査型トンネル顕微鏡によりCeCoIn5原子層膜に対しその場観察を行い、純粋な２次元のCeCoIn5でも重い電子の形成が起こり、超伝導に転移するかを検証し、さらに異方的超伝導体を用いた世界初のマヨラナ準粒子創発の決定的証拠を得ることを目指す。初年度はCeCoIn5原子層膜の作製およびSTMによるスペクトル観察に注力した。MgF2を基板に用い、その上に20nm程度のYbCoIn5をバッファー層として成長させ、その上に薄膜CeCoIn5をエピタキシャル成長させた。作製された試料の表面ををSTM装置で観測した。試料を3He温度まで冷却し、単原子層CeCoIn5のトンネル伝導度を測定した結果、単層膜でも混成ギャップが生じることがわかった。さらに、極低温ではゼロバイアスにもギャップが生じることがわかった。このギャップは高温や高磁場では抑制されることから、超伝導ギャップであることがわかった。これらの結果から、f原子重い電子系単層膜は純粋な２次元系でも混成し、かつ超伝導を示すことがわかった。このような純２次元系での重い電子系超伝導の実現は世界で初めてのことである。

The statistics of the statistics show that the particles are not available in the field of physics, so that they can be calculated by the quantum calculation method, the tolerance quantum calculation, the tolerance quantum calculation. In recent years, the world has paid attention to the research and development of the world. In this study, the CeCoIn5 atomic film is used to observe the operation, the two-dimensional CeCoIn5 heavy electron is formed, the superconductor is transferred, and the superconductor is used to determine the temperature of the particles in the world. At the beginning of the year, the CeCoIn5 atomic membrane was used to observe the force of the STM film. The MgF2 substrate is used, the 20nm level of the YbCoIn5 substrate is increased, and the thin film CeCoIn5 substrate is used to increase the growth rate. Make the material on the surface of the STM device. The temperature of the material 3He is cooled, the temperature of the CeCoIn5 is measured and the temperature is measured. The results of the temperature test, the temperature of the film, the temperature of the film, and the temperature of the film are measured. The temperature is very low, the temperature is very low, and the temperature is very low. High temperature, high magnetic field, high magnetic field The results of the experiments show that the two-dimensional system of the f-atom heavy electron system is mixed with the other two-dimensional system, and the superconductor shows the effect of the electron beam on the electron film. In the second dimension of the system, the superconductor of the electronic system has realized that the world is in the first place in the world.

项目成果

Superconductivity and formation of heavy-quasiparticles in atomically thin CeCoIn5 films

原子级 CeCoIn5 薄膜中的超导性和重准粒子的形成

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomo Asaba L. Peng;M. Naritsuka*;S. Akutagawa; M. Haze**;Y. Kasahara;S. Suetsugu; T. Terashima;R. Peters;Y. Matsuda
• 通讯作者: Y. Matsuda

Exotic heavy-fermion superconductivity in atomically thin CeCoIn5 films

• DOI: 10.1103/physrevb.107.l041101
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: L. Peng;M. Naritsuka;S. Akutagawa;S. Suetsugu;M. Haze;Y. Kasahara;T. Terashima;R. Peters;Y. Matsuda;T. Asaba