フォノン照射による原子分子薄膜の超流動化
【研究キーワード】
物性物理 / 量子流体固体 / 超流動 / 低温物性 / フォノン / 非平衡 / 水素 / ヘリウム
【研究成果の概要】
本研究は、様々な原子分子の吸着薄膜にフォノンを照射して非平衡超流動状態を実現し、物理学の発展に資することを目的とする。薄膜が吸着した固体基板に100GHz程度の超高周波フォノンを生成し、薄膜を局在状態から空間的に広がった励起状態に遷移させる。フォノン生成には超伝導トンネル接合を用いる。本研究ではNb-AlOx-Nb超伝導トンネル接合素子を作成しその電流電圧特性を調べて素子の改善を進めるとともに、2つの接合を貼り合わせることでフォノンの生成と検出を試みた。フォノン生成を示唆する信号が得られているが測定上の問題から完全な同定には至っていない。今後装置の改良を進め、非平衡超流動状態の実現を目指す。
【研究の社会的意義】
超伝導は発見から1世紀を経てもなお量子技術への応用等で物理学の最先端で研究されている。超流動は超伝導と酷似した現象で、同じ物理的機構で生じるが超流動を示す物質は非常に少ない。また、光で非平衡超伝導を誘起する研究が、新奇超伝導状態を得る手法として注目されている。本研究は、本来超流動を示さない物質に外場を与えることで非平衡超流動を実現する野心的な試みであり、超流動が実現した場合その学術的価値は極めて高い。特にトポロジカル超流動などの新奇な超流動の発現が期待され、新しい物理概念の発展に貢献すると期待される。また水素等の分子薄膜の吸蔵・輸送特性の解明にも役立ち、燃料貯蔵などの工学応用も期待できる。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
石黒 亮輔 | 日本女子大学 | 理学部 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
永合 祐輔 | 慶應義塾大学 | 理工学部(矢上) | 助教 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31
【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)