リング結晶の無電極測定による電荷密度波永久電流の観測

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低次元導体特有の現象である電荷密度波(CDW)のトポロジー変化における新奇現象の観測を行った。われわれの研究室で唯一作製することができるリング結晶やメビウス結晶はCDWループを形成する物質である。電子が集団で運動を起こすCDW状態は、クーパーペアによる超伝導状態とは別の超伝導(フレーリッヒ超伝導)を起こす可能性がある。CDWは従来、古典的な描像で説明が可能であった。しかし、最近の研究により量子力学的な現象はすでにいくつか報告されている。申請者はCDWのループを作製することによって量子干渉効果の観測に初めて成功した。これはCDWが動いているときに、ベクトルポテンシャルとカップリングしたという新しい発見である。このことから、CDWにおいても量子効果が起こりえるということがはっきりしたので、さらなる発展、例えば、デバイス開発等にも応用ができる。CDWの転位温度は高温超伝導より高いものもあるため、そのような量子デバイスにも期待ができる。本年度の研究として、電極端子によるピン止めがない無電極の測定手法としてラゲール・ガウシアン(LG)ビームが有効であることを発見した。CDWループに螺旋状に等位相面が進むLGビームを照射することは、通常の針状結晶に対する直線偏光のレーザー照射と同様の効果があることが確かめられた。測定に用いるリング結晶は、そのサイズを数百nmから数十μmまでコントロール出来る。これはLGビームの絞りと同程度であり、無電極測定が可能であることを確かめた。