空間反転対称性の破れた超伝導人工格子が示すダイオード効果の機構解明

空间反演对称性破缺超导人工晶格的二极管效应机理

• 批准号: 22KJ1963
• 负责人: 河原崎 諒
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto 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-22KJ1963/
• 关键词: 超伝導ダイオード効果

本研究目的は、申請者らのグループが発見したNb/V/Ta人工格子が示す超伝導ダイオード効果の機構解明である。申請者は、超伝導ダイオード効果は薄膜積層方向の空間反転対称性の破れに起因する効果であると考えているが、超伝導人工格子に侵入するボルテックスの運動に起因する可能性も指摘されている。令和４年度は、Nb/V/Ta人工格子の超伝導ダイオード効果の極性が磁場を増大させることで反転することを実証した。(Ryo Kawarazaki et al., Magnetic-field-induced polarity oscillation of superconducting diode effect, Appl. Phys. Express 15, 113001)この結果は、超伝導状態の性質もしくは超伝導ダイオード効果の機構のいずれかが低磁場側と高磁場側で変化していることを意味する。超伝導状態の変化として、ヘリカル超伝導状態間の クロスオーバーが提唱されており、それに基づいた理論計算と定性的に整合していることが判明した。その一方で、低磁場と高磁場では超伝導ダイオードの機構が異なり、特に高磁場側では超伝導人工格子に侵入するボルテックスに起因している可能性を示唆する結果も得られた。本研究成果から超伝導ダイオード効果の機構解明には低磁場側と高磁場側でそれぞれ個別に検討する必要性があることが判明した。

The purpose of this study is to clarify the mechanism of the application of Nb/V/Ta artificial lattice. The applicant has the ability to detect the cause of spatial symmetry in the direction of thin film lamination due to the presence of superconductivity artificial lattice. In the fourth year, the Nb/V/Ta artificial lattice superconductivity was increased and the magnetic field was reversed. (Ryo Kawarazaki et al., Magnetic-field-induced polarization oscillation of superconducting diode effect, Appl. Phys. Express 15, 113001). The results show that the properties of the superconducting state change from the low magnetic field side to the high magnetic field side. The transformation of the superconductivity state and the integration of the superconductivity state are discussed in detail. The mechanism of superconductivity on one side, low magnetic field and high magnetic field is different, especially on the high magnetic field side, the possibility of superconductivity artificial lattice invasion is indicated, and the result is obtained. The results of this study show that the mechanism of superconductivity is necessary to investigate whether the magnetic field is low or high.

项目成果

Magnetic-field-induced Polarity Oscillation of the Superconducting Diode Effect

磁场引起的超导二极管极性振荡效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryo Kawarazaki;Hideki Narita;Yuta Miyasaka;Yuhei Ikeda;Ryusuke Hisatomi;Akito Daido;Yoichi Shiota;Takahiro Moriyama;Youichi Yanase;Alexey V. Ognev;Alexander S. Samardak;and Teruo Ono
• 通讯作者: and Teruo Ono

Magnetic-field-induced polarity oscillation of superconducting diode effect

磁场引起的超导二极管极性振荡效应

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac99b9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Kawarazaki Ryo;Narita Hideki;Miyasaka Yuta;Ikeda Yuhei;Hisatomi Ryusuke;Daido Akito;Shiota Yoichi;Moriyama Takahiro;Yanase Youichi;Ognev Alexey V.;Samardak Alexander S.;Ono Teruo
• 通讯作者: Ono Teruo