これまでの研究

　超伝導体のトンネル効果は、準粒子トンネル、ジョセフソン効果ともに長い研究の歴史があるが、ペアの異方性を露わに取り入れた表式は銅酸化物超伝導体の登場までほとんどありませんでした。我々は界面への準粒子入射プロセスを見直すことにより、異方的超伝導体では従来型超伝導体と異なるアンドレーエフ束縛状態が形成され、これにより全く新奇なトンネル効果が発現することを明らかにしました。特にｄ波超伝導体ではゼロエネルギーにフラットな分散関係を有する束縛状態が形成されることを実験的、理論的に明らかにしました。さらにSr₂RuO₄のようなスピン3重項超伝導体においては分散を有する束縛状態の形成されることを理論的、実験的に確認し、このアンドレーエフ束縛状態の形成がトポロジカル超伝導性を密接に相関があることを明らかにしました。

本領域での研究

　本新学術領域ではSr₂RuO₄に関しては超伝導対称性およびトポロジカル超伝導性が解釈のあいまいの余地なく決定できる実験を目指します。また、他のトポロジカル超伝導候補物質にもトンネル実験を行い、トポロジカル超伝導性を確定させ、同時に、マヨラナ準粒子の検証への足がかりを確立させることを目指して実験を進める予定です。

略歴

1988年

東京大学大学院工学系研究科計数工学専攻　修士課程修了

1988年

工業技術院 電子技術総合研究所　入所

1995年

工業技術院 電子技術総合研究所　基礎計測部　主任研究官

2001年

産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門 低温物理グループ　グループ長

2013年

産業技術総合研究所 電子光技術研究部門 首席研究員

2018年

名古屋大学 大学院工学研究科 応用物理学専攻 教授、現在に至る

主な受賞

2000年

第14回日本IBM賞、異方的超伝導体におけるトンネル現象の研究

2005年

第９回超伝導科学技術賞、異方的超伝導体における界面現象の理論と実験検証

代表論文

"Imaging of current density distributions with a Nb weak-link scanning nano-SQUID microscope"
Y. Shibata, S. Nomura, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, R. Ishiguro, and H. Takayanagi,
Scientific Reports 5, 15097-1-10 (Oct. 2015)
DOI: 10.1038/srep15097

"Inversion symmetry of Josephson current as test of chiral domain wall motion in Sr₂RuO₄"
K. Saitoh, S. Kashiwaya, H. Kashiwaya, Y. Mawatari, Y. Asano, Y. Tanaka, and Y. Maeno,
Physical Review B 92, 100504-1-6 (Sep. 2015)
DOI: 10.1103/PhysRevB.92.100504

"Circularly Polarized Near-Field Optical Mapping of Spin-Resolved Quantum Hall Chiral Edge States"
S. Mamyouda, H. Ito, Y. Shibata, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, T. Akazaki, H. Tamura, Y. Ootuka, and S. Nomura,
Nano Letters 15 2417–2421 (Apr. 2015)
DOI: 10.1021/nl504767w

"Tunneling spectroscopy of topological superconductors"
S. Kashiwaya, H. Kashiwaya, K. Saitoh, Y. Mawatari, Y.Tanaka,
Physica E 55, 25-29 (Jan. 2014).
DOI: 10.1016/j.physe.2013.07.016

"Anomalous Josephson current in superconducting topological insulator"
A. Yamakage, M. Sato, K. Yada, S. Kashiwaya, and Y. Tanaka,
Physical Review B 87, 100510-1-5 (Mar. 2013).
DOI: 10.1103/PhysRevB.87.100510

"High-Supercurrent-Density Contacts and Josephson Effect of Strontium Ruthenate"
K. Saitoh, S. Kashiwaya, H. Kashiwaya, M. Koyanagi, Y. Mawatari, Y. Tanaka, Y. Maeno,
Applied Physics Express 5, 113101-1-5 (Oct. 2012).
DOI: 10.1143/APEX.5.113101

"Near-Field Optical Mapping of Quantum Hall Edge States"
H. Ito, K. Furuya, Y. Shibata, S. Kashiwaya, M. Yamaguchi, T. Akazaki, H. Tamura, Y. Ootuka, S. Nomura,
Physical Review Letters 107, 256803-1-5 (Dec. 2011).
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.256803

"Edge States of Sr₂RuO₄ Detected by In-Plane Tunneling Spectroscopy"
S. Kashiwaya, H. Kashiwaya, H. Kambara, T. Furuta, H. Yaguchi, Y. Tanaka, Y. Maeno,
Physical Review Letters 107, 077003-1-4 (Aug. 2011).
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.077003

"Tunneling effects on surface bound states in unconventional superconductors"
S. Kashiwaya and Y. Tanaka,
Report on Progress on Physics. 63, 1641-1-85 (Oct. 2000).
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/63/10/202/meta

"Switching Dynamics of Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+d Intrinsic Josephson Junctions: Macroscopic Quantum Tunneling and Self-Heating Effect"
H. Kashiwaya, T. Matsumoto, H. Shibata,S. Kashiwaya, H. Eisaki, Y. Yoshida,
S. Kawabata and Y. Tanaka,
Journal of Physical Society of Japan. 77, 104708-1-8 (Oct. 2008).
DOI: 10.1143/JPSJ.77.104708

"Anomalous Transport through the p-Wave Superconducting Channel in the 3-K Phase of Sr₂RuO₄"
H. Kambara, S. Kashiwaya, H. Yaguchi, Y. Asano, Y. Tanaka, and Y. Maeno,
Physical Review Letters. 101, 267003-1-4 (Dec. 2008).
DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.267003