Ｎｂ／ＩｎＡｓ量子ドットジョセフソン接合を用いた非局所もつれ電子対の生成・制御

本年度前半はまず、常伝導体を用いて並列二重ナノワイヤー接合の作製および測定を行った。微分伝導度を異なるボトムゲート電極の関数として測定・解析した。傾きの異なる二つの共鳴ピークの存在から、二つのナノワイヤー上にそれぞれ一つずつ量子ドットが形成されていることが確認された。また、あるゲート電圧領域において、二つのドット間の静電結合を示すhoney-comb型の共鳴ピークが観測された。これは二つの量子ドットが非常に近い位置に形成されていることを示唆している。一方で、今回の試料においてはドット間のトンネル結合は確認されなかった。次に、超電導体電極としてアルミニウムを用いた試料を作製し、クーパー対分離実験を行った。この並列二重ナノワイヤー接合において、アルミニウム電極は両方のナノワイヤーに接触している一方、常伝導電極はそれぞれのナノワイヤーに一つずつ蒸着されている。この二つの接合の微分伝導度を、各近傍に配置されたサイドゲート電極に印可した電圧の関数として測定した。伝導度ピークの存在から、それぞれの接合に一つずつ量子ドットの存在が確認された。また、あるゲート領域においては二つの微分伝導度の間に正の相関が見られた。この信号はクーパー対分離を示すものであり、並列二重ナノワイヤー接合においては初めて確認された結果である。分離効率は15%程度であり、従来の単一ナノワイヤーの試料の数％から大きく向上している。原因として、並列二重ナノワイヤー接合においては両ドットの入り口間の距離が近く、分離が促進されたことが考えられる。また、一部のゲート領域においては、さらに特徴的な伝導度の磁場依存性が観測された。クーパー対分離の根本にある基礎物理である交差アンドレーエフ反射の微視的機構、および超電導近接効果との関連性についての示唆を与える結果と考え、詳細を解析中である。

本年度前半はまず、常伝導体を用いて並列二重ナノワイヤー接合の作製および測定を行った。微分伝導度を異なるボトムゲート電極の関数として測定・解析した。傾きの異なる二つの共鳴ピークの存在から、二つのナノワイヤー上にそれぞれ一つずつ量子ドットが形成されていることが確認された。また、あるゲート電圧領域において、二つのドット間の静電結合を示すhoney-comb型の共鳴ピークが観測された。これは二つの量子ドットが非常に近い位置に形成されていることを示唆している。一方で、今回の試料においてはドット間のトンネル結合は確認されなかった。次に、超電導体電極としてアルミニウムを用いた試料を作製し、クーパー対分離実験を行った。この並列二重ナノワイヤー接合において、アルミニウム電極は両方のナノワイヤーに接触している一方、常伝導電極はそれぞれのナノワイヤーに一つずつ蒸着されている。この二つの接合の微分伝導度を、各近傍に配置されたサイドゲート電極に印可した電圧の関数として測定した。伝導度ピークの存在から、それぞれの接合に一つずつ量子ドットの存在が確認された。また、あるゲート領域においては二つの微分伝導度の間に正の相関が見られた。この信号はクーパー対分離を示すものであり、並列二重ナノワイヤー接合においては初めて確認された結果である。分離効率は15%程度であり、従来の単一ナノワイヤーの試料の数％から大きく向上している。原因として、並列二重ナノワイヤー接合においては両ドットの入り口間の距離が近く、分離が促進されたことが考えられる。また、一部のゲート領域においては、さらに特徴的な伝導度の磁場依存性が観測された。クーパー対分離の根本にある基礎物理である交差アンドレーエフ反射の微視的機構、および超電導近接効果との関連性についての示唆を与える結果と考え、詳細を解析中である。