担当教員 石田憲二（5号館140号室）、北川俊作（5号館139号室）
ティーチング・アシスタント（TA） 1名
- はじめに
- スケジュール
- セミナー
- 実験内容
- これまでのメンバーと卒業論文題目
はじめに
本課題研究では、超伝導やスピン秩序など、電子多体系の示す多彩な現象を研究します。
前期はBardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 理論など、超伝導の基礎を理解するためのセミナーが中心です。
後期は各自の研究テーマを選び、スピン三重項超伝導体をはじめ、多様な超伝導や磁気的性質を示す物質を合成し、低温での比熱、電気抵抗率、磁化率、核磁気共鳴（NMR）などの測定をもとに、それらの量子物性の理解をめざします。
いずれの場合でも、各自が「自分だけの卒論テーマ」に沿って研究することが出来ると同時に、 まだ誰にも答えが知られていない部分を含むテーマに挑戦します。 卒業研究の間に、少なくとも一度は「ヤッター!」と歓声をあげるような成果に出会ってもらえるのが目標です。
典型的なスケジュール
| 6月中旬ごろ | 小発表会 |
| 9月（院試終了後） | 実験スタート |
| 12月下旬 | 中間発表会 |
| 2月上旬 | 最終発表会 |
| 2月12日ごろ | 卒業論文第1版提出締切 |
参考：2019年度スケジュール
| 2019年6月3日（月） | 小発表会 |
| 2019年9月（院試終了後） | 実験スタート |
| 2019年12月23日（月） | 中間発表会 |
| 2020年2月10日（月） | 最終発表会 |
| 2020年2月13日（木） | 卒業論文第1版提出締切 |
セミナー
毎週のセミナーでは超伝導の教科書を用いて、超伝導の基本的性質、Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 理論、Ginzburg-Landau理論等を学びます。量子力学、統計熱力学、電磁気学の知識を総合的に活かした学習になります。
これまでに用いた教科書は以下のとおりです。
| 2023年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (森北出版, 2019). [後期] 斯波弘行, “固体の電子論” (森北出版, 2019). |
| 2022年度 | [前期] Steven H. Simon, “The Oxford Solid State Basics” (Oxford, 2013). |
| 2021年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (森北出版, 2019). [後期] 家泰弘, “超伝導” (朝倉書店,2005). |
| 2020年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (森北出版, 2019). [後期] 青木秀夫, “超伝導入門” 第2版 (裳華房, 2009). |
| 2019年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). [後期] Stephen Blundell , “Magnetism in Condensed Matter” (Oxford, 2001). |
| 2018年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). [後期] 上田和夫, “磁性入門” (裳華房, 2011). |
| 2017年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). [後期] 上田和夫, “磁性入門” (裳華房, 2011). |
| 2016年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). P. G. de Gennes, “Superconductivity of Metals and Alloys” revised ed. (Westview Press, 1999). [後期] 青木秀夫, “超伝導入門” 第2版 (裳華房, 2009). |
| 2015年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). [後期] Michael Tinkham, “Introduction to Superconductivity” 2nd ed. (Dover Publications, Inc., 1996). |
| 2014年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). [後期] Michael Tinkham, “Introduction to Superconductivity” 2nd ed. (Dover Publications, Inc., 1996). |
| 2013年度 | [前期] 斯波弘行, “固体の電子論” (和光システム研究所, 2010). A. A. Abrikosov, “Fundamentals of the Theory of Metals” (North-Holland, 1988) Part II (Superconducting Metals). [後期] 家泰弘, “超伝導” (朝倉書店,2005). |
| 2012年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2011年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2010年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2009年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2008年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2007年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2006年度 | M. Tinkham, “Introduction to Superconductivity” 2nd ed. (McGraw-Hill, 1975,1996). |
| 2005年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善, 1996). |
| 2004年度 | M. Tinkham, “Introduction to Superconductivity” 2nd ed. (McGraw-Hill, 1975,1996). |
| 2003年度 | 斯波弘行, “固体の電子論” (丸善,1996). |
| 2002年度 | A. A. Abrikosov, “Fundamentals of the Theory of Metals” (North-Holland, 1988) Part II (Superconducting Metals). |
| 2001年度 | P. G. de Gennes, “Superconductivity of Metals and Alloys” (Addison-Wesley, 1966,1989). |
実験内容
研究遂行にあたって試料合成にやや重点のあるテーマや、測定装置の製作にやや重点のあるテーマがあります。 最近のテーマの例は、スピン三重項超伝導の研究、トポロジカル絶縁体・超伝導体の研究、 重い電子系物質や鉄系超伝導体関連物質の研究などです。 いずれのテーマでも、超伝導や磁性体の最先端の研究にちょっと触れることができます。
試料合成では、赤外線加熱炉などを用いた単結晶育成、各種合成炉を用いた新物質合成の挑戦などを行います。
測定は液体ヘリウムを用いた低温実験が中心となります。装置としては、0.3 Kまで冷却できるヘリウム3冷凍機や10 mKまで冷却できるヘリウム3-ヘリウム4希釈冷凍機なども用います。 また、超伝導量子干渉素子（SQUID）を用いた超高感度磁化測定装置や、ピエゾ素子を用いた試料回転装置などの製作を含むテーマもあります。 そして、電気抵抗率、磁化率、比熱、核磁気共鳴などの測定を通して、超伝導体や磁性体の多彩な量子物性を探ります。
これまでのメンバーと卒業論文題目
2023年度
| 大口 峻平 | 磁性体の核磁気極共鳴、新測定手法開発 |
| 酒井 佑輔 | 磁性体の核磁気極共鳴 |
| 酒井 葵生 | 新奇超伝導体の核磁気極共鳴 |
| 松林 陸 | 超伝導体の核磁気極共鳴 |
| 中西 宏介 | スピン三重項超伝導体の核磁気極共鳴 |
2022年度
| 井原 大志 | ナノ粒子の核磁気極共鳴 |
| 柴田 真咲 | 超伝導体の核磁気極共鳴 |
| 松平 広康 | 磁性体の核磁気極共鳴 |
| 能登 滉太 | 磁性体の歪測定 |
| 矢野 翔太 | 有機物超伝導体の比熱測定 |
2021年度
| 富川 幹也 | 熱膨張率測定 |
| 松村 拓輝 | U系の核磁気極共鳴 |
| 木村 直博 | 新装置開発 |
| 松宮 香子 | ナノ粒子の核磁気極共鳴 |
2020年度
| 藤林 裕己 | 新奇超伝導体の核磁気極共鳴 |
| 小林 琢実 | f電子系の核磁気極共鳴 |
| 清末 俊紀 | 新装置開発 |
| 福島 和実 | 新装置開発 |
2019年度
| 小畑 慶人 | 新超伝導体の探索 |
| 木下 雄大 | ナノ粒子の核磁気極共鳴 |
| 高橋 秀光 | 核磁気共鳴/核四重極共鳴と電気抵抗の同時測定法の開発 |
| 矢田 歌菜絵 | Sr2RuO4の研究 |
2018年度
| 川口 真世 | 新超伝導体の探索 |
| 木舩 茉悠 | 重い電子系超伝導体の核四重極共鳴 |
| 谷口 諒 | 新装置開発 |
| 松﨑 聡 | 強磁性超伝導体の核磁気共鳴 |
2017年度
| 奥野 友則 | ナノ粒子の核磁気共鳴 |
| 金城 克樹 | Sr2RuO4の核四重極共鳴 |
| 高須賀 幸恵 | Ca2RuO4の金属絶縁体転移に関する実験 |
| 寺尾 奈浦 | 強磁性超伝導体の核磁気共鳴 |
| 三好 拓人 | Sr2RuO4接合系の研究 |
2016年度
| 宍倉 愛 | Ca2RuO4の金属絶縁体転移に関する実験 |
| 諏訪 春輝 | Sr2RuO4の単結晶育成 |
| 米川 和志 | ナノ粒子の核磁気共鳴 |
| 桑山 昂典 | 重い電子系反強磁性体の核四重極共鳴 |
2015年度
| 浦井 智崇 | 59Co NQRを用いたU6Coの研究 |
| 岡本 賢志郎 | 単結晶U6Coの59Co-NMRによる研究 |
| 國枝 正直 | SrRuO3/Sr2RuO4ハイブリッド構造でのスピン三重項超伝導体の近接効果 |
| 中田 勝 | 比熱測定セルの開発 |
2014年度
| 池田 敦俊 | ルテニウム酸化物へのホールドープ |
| 高木 亮一 | 磁性体の合成及び磁気秩序の探索 |
| 田尻 兼悟 | トポロジカル超伝導体の比熱測定 |
| 成塚 政裕 | 新奇物質測定にむけて 磁気抵抗測定用3He-4He希釈冷凍機の立ち上げ |
2013年度
| 杉本 雄亮 | SrTiO3の電場誘起超伝導への酸素同位体置換効果 |
| 花岡 洋佑 | 核磁気共鳴法を用いた鉄系超伝導体LaFe(As1－xPx)Oの物性研究 |
| 真砂 全宏 | 209Bi-NMR/NQRを用いたBa2Bi3の研究 |
| 安井 勇気 | Sr2RuO4およびNb-μリングにおけるLittle-Parks振動 |
2012年度
| 新井 健司 | IrSe系のNMRを用いた研究 |
| 竹中 耕平 | 電場誘起超伝導体の研究 |
| 柴田 大輔 | Thermal Hall effectの研究 |
| 杉本 大輔 | UCoGeのNQRを用いた研究 |
2011年度
| 川島 裕貴 | 新奇超伝導体探索 |
| 下田 愛子 | 鉄系超伝導体の合成と評価 |
| 立石 圭児 | 重い電子系物質の合成 |
| 宮崎 慈生 | Sr2RuO4の微小試料の伝導特性 |
2010年度
| 梶川 知宏 | Sr2RuO4の熱測定 |
| 中村 昌幸 | 新奇超伝導体探索 |
| 前川 紘紀 | 鉄系超伝導体のNMR/NQRを用いた研究 |
2009年度
| 石川洵 | 三角格子磁性体の輸送特性の研究 |
| 軽部皓介 | 重い電子系化合物のNMR/NQRを用いた研究 |
| 柵木厚介 | 鉄系超伝導物質のNMR/NQRを用いた研究 |
| 松坂純輝 | 新奇超伝導物質探索 |
2008年度
| 谷口 晴香 | 超伝導近接効果の研究 |
| 山岸 達哉 | 酸化物に対する電場効果の研究 |
| 服部 泰佑 | NMR・NQRによる重い電子系超伝導の研究 |
| 池田 達哉 | NMRによるFe系超伝導体の研究 |
2007年度
| 北川 俊作 | 導電性酸化物の設計と合成 |
| 中川 竜司 | Sr2RuO4の超伝導接合の作成と評価 |
| 岡本 純一 | NMRによる重い電子系超伝導の研究 |
| 山本 彗 | NMRによるFe系超伝導体の研究 |
2006年度
| 島居 宣博 | 導電性酸化物の電子状態の研究 |
| 中村 壮智 | Granular Sr2RuO4におけるスピン三重項超伝導ネットワークの研究 |
| 林 優二郎 | NMRによる超伝導ギャップの研究 |
| 矢野 史朗 | Sr2RuO4における超伝導転移温度の一軸性圧力依存性 |
2005年度
| 小野寺 真吾 | 磁気熱量効果によるスピン三重項超伝導体Sr2RuO4の新しい超伝導相の検出 |
| 久我 健太郎 | 重い電子系新物質の低温物性研究と超伝導探索 |
| 中村 秀司 | Sr2RuO4の単結晶育成の最適化と一軸圧による超伝導転移温度の変化 |
| 村主 崇行 | スピンアイスの磁気緩和シミュレーション |
2004年度
| 大西 高史 | 擬２次元Mott転移系Ca2-xSrxRuO4金属絶縁体転 移点近傍(x=0.2)の物性 |
| 加納 聖士 | 常磁性塩CMNを用いた断熱消磁冷却 幾何学的フラストレーションを持つ系の測定に向けた熱スイッチとセルの評価 |
| 橘高 俊一郎 | Sr2RuO4-Ru共晶体における超伝導転移温度の一軸性圧力依存性 |
| 久田 旭彦 | 幾何学的フラストレーション磁性体関係 |
| 平野 大輔 | Co-NQRを用いたNaxCoO2·yH2Oの試料依存性の 研究 |
2003年度
| 鎌田 宗康 | 幾何学的にフラストレートした磁性を持つモット絶縁体と金属絶縁体転移 |
| 殿村 宏史 | 幾何学的フラストレーション磁性体関係 |
| 中井 祐介 | 101Ru-NQRから見た不純物としての3K相とSr2RuO4-Ti, Ca系 |
| 弓削 達郎 | パイロクロア酸化物Dy2Ti2O7の残留エントロピーを利用 した磁気冷却 |
| 山下 真 | Sr2RuO4-Ru共晶系における3K相の転移温度 |
2002年度
| 井原 慶彦 | 重い電子系物質YbCu5のCu-NMR-NQR |
| 佐藤 功 | SQUIDを用いたSr2RuO4に対するc軸方向への一軸圧力による転移温度の変化の測定実験 |
| 佐藤 剛 | LaFe4P12のNMRによる研究 |
| 森本 隆之 | 3K超伝導体Sr2RuO4-Ru共晶体の同位体効果 |
| 米澤 進吾 | Ag5Pb2O6の合成および物性測定 |
2001年度
| 北川 健太郎 | 交流磁化率によるSr2RuO4の超伝導二段転移の試料依存性 |
| 坂井 修 | Pyrochlore型酸化物Dy2Zr2O7の低温物性 |
| 大屋 雄 | 金属の水素導入における低温物性 |
| Tran Thanh Trung | Angle-Dependent Magnetoresistance Oscillation in OrganicSuperconductor β-(BDA-TTP)2SbF6 |
| 矢野 賢太郎 | パイロクロア酸化物Cd2Re2O7の超伝導 |
2000年度
| 東中 隆二 | Pyrochlore型酸化物Dy2Ti2O7の低温物性 |
| 山田 真弘 | 水素化金属の超伝導 |
| 吉岡 正樹 | SQUIDを利用した高感度磁化測定装置による、Sr2RuO4-Ru共晶体の超伝導転移の観測 |
| 採田 祥治 | Sr2Ru1-xTixO4の面内・面間電気抵抗率 |
| 辻 幸秀 | Al2O3を絶縁体膜とする電場効果ドーピング |
1999年度
| 鈴木 誠 | The effects of Coulomb interaction and impurity density to the localization length in one-dimentional electrons |
| 柳島 大輝 | 新物質Ln2Ir2O7（Ln=Pr, Sm) の ‘Metallic Spin Ice’ 的物性 |
| 和田 将彦 | Tc=3Kの超伝導を示す新たなSr2RuO4-Ru 共晶体及び上部臨界磁場の角度依存性 |
| 久保 拓右 | SQUIDを用いたマイスナー効果の測定 |
| 西守 有人 | PdHxの超伝導 |
1998年度
| 神谷 聡 | 高導電性ポリアセチレンに対する弱局在の理論の適用 |
| 出口 和彦 | SQUIDを利用した高感度磁化率測定装置による(BEDT-TTF)4Hg2.89Br8の 超伝導転移の観測 |
| 永井 修一 | Sr2RuO4の超伝導の一軸圧力効果 |
| 上藤 哲嗣 | 有機超伝導体κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2における Shubnikov-de Haas振動振幅の磁場方向依存性 |
| 岩本 孝昌 | 不純物効果によるSr2RuO4の磁気秩序の誘起 |
| 大澤 直樹 | 新層状遷移金属酸化物LnSr2-xLax(Ni, Zn)2RuO8（Ln=Sm,Eu, Gd) の合成及びその超伝導相の探索 |
1997年度
| 秋間 崇 | Sr2RuO4の超伝導パラメーター |
| 野村 拓司 | 超音波電磁波変換を用いたBi2Sr2CaCu2O8+δに おける磁束ピン止めの研究 |
| 深澤 英人 | Kadowaki-Woodsの関係の異方的な系への拡張 |
| 南方 雅成 | Kadowaki-Woodsの関係の異方的な系への拡張 |
| 安立 裕人 | 角度依存磁気抵抗振動の解析によるSr2RuO4のFermi面の測定 |
| 仁張 茂樹 | 断熱法比熱測定装置の製作とSr2RuO4の比熱測定 |
1996年度
| 石原 博史 | 有機超伝導関係 |
| 金 海永 | Mott絶縁体Ca2RuO4の置換による金属化の試み |
| 下城 義朗 | 有機超伝導関係 |
| 武田 輝久 | Sr2RuO4のMeissner効果 |
