人工的な素励起生成による原子層薄膜の量子多体制御の研究

人工基元激发产生原子层薄膜量子多体控制研究

• 批准号: 22KJ2180
• 负责人: 藤原 浩司
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka 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-22KJ2180/
• 关键词: 表面弾性波; 電荷密度波; 原子層物質

表面弾性波とは、固体表面を歪みの波が伝わる現象であり、圧電基板上に作製したくし形電極にMHz ~ GHz帯域の交流電場を印加することで励起できます。これによりナノスケールのデバイスにおいて、フォノンやマグノンを人工的に生成することができます。本研究では、フォノンやマグノンが関与する代表的な相転移現象である、超伝導・電荷密度波・磁性の3つの相転移現象を示すそれぞれの原子層薄膜に対し、表面弾性波によって人工的に生成された素励起を用いて、これらの多体効果を制御することを目指します。電荷密度波(charge density wave: CDW)は電子密度が周期的に濃淡を持った状態で、電子格子相互作用が強い低次元導体において現れます。CDW状態の電子は結晶中の不純物などによってピン止めされて電気伝導に寄与しませんが、しきい値以上の電場を印加するとピン止めが外れてCDWの並進運動（スライディング）が起こり、電気抵抗の急激な減少が観測されます。本年度は、代表的なCDW物質であるNbSe3において、CDWのダイナミクスを表面弾性波によって変調することを目指しました。GHz帯域の表面弾性波をNbSe3薄膜に照射し、NbSe3薄膜の微分抵抗を測定すると、スライディングが起こっている領域にピークが現れました。この現象はシャピロステップと呼ばれ、CDWに交流電場を加えたときに観測されることが知られています。本研究では表面弾性波の照射によってシャピロステップが観測されたものと考えられます。

表面声波是在固体表面上传播失真波的现象，并且可以通过将MHz中的AC电场应用于GHz波段进行激发，以在压电底物上制造的梳子电极。这允许在纳米级设备中人为地生成声子和元音。在这项研究中，我们旨在使用表面声波人为产生的每个原子层薄膜人工产生的基本激发来控制这些多体效应，这些薄膜表现出三个相变现象，超导，超导，电荷密度波和磁性，它们是代表性的相变现象，该现象涉及声子和镁质。电荷密度波（CDW）发生在具有周期性电子密度阴影和较强的电子晶格相互作用的低维导体中。 CDW状态的电子是由晶体中的杂质固定的，并且不会导致电导传导，但是当应用阈值以上的电场时，将固定固定并将固定固定并将CDW翻译（滑动），从而导致电阻突然降低。今年，我们旨在使用表面声波在典型的CDW材料NBSE3中调节CDW的动力学。当将GHz带中的表面声波辐射到NBSE3薄膜上时，测量了NBSE3薄膜的差分电阻，在发生滑动的区域中出现了一个峰。该现象被称为夏皮罗步骤，当将交流电场应用于CDW时，可以观察到。在这项研究中，人们认为通过表面声波的照射观察到夏皮罗步骤。

项目成果

表面弾性波照射によるNbSe3薄膜のCDWダイナミクスの変調

表面声波辐照调制 NbSe3 薄膜中的 CDW 动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤原浩司;中村瞭弥;渡邉杜;新見康洋
• 通讯作者: 新見康洋