Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries

メンバープロフィール

井村 健一郎(Ken-Ichiro Imura)

住山 昭彦(Akihiko Sumiyama)

所属:
兵庫県立大学(大学院物質理学研究科)教授
研究題目:
トンネル現象を用いた重い電子系の多重超伝導相の研究
領域での役割:
A01班公募研究代表者
■ 研究室 ■新学術研究紹介 [1058KB]

これまでの研究

 希釈冷凍機によって到達可能な1K以下の極低温で、SQUID(超伝導量子干渉素子)を用いた精密測定により、超伝導の様々な性質を調べてきました。中でも注目してきたのは、2つの超伝導体の間に薄い常伝導金属を挟んだ時に、超伝導体間を超伝導電流(抵抗零の電流)が流れる現象(ジョセフソン効果)です。これは、超伝導の量子力学的な波としての性質が現れた現象であり、超伝導電子(クーパー対)の波動関数の大きさと位相に敏感な性質を生かして、重い電子系超伝導体で実現している新しいタイプの超伝導状態の解明に取り組んできました。

本領域での研究

 重い電子系と呼ばれるU化合物超伝導体の中には、性質の異なる複数の超伝導状態を示すものがあり、その複雑な超伝導性に注目が集まっています。本研究ではトンネル現象を用いてその解明を目指しています。トンネル現象を応用した実験には、超伝導体同士のジョセフソン効果や超伝導体と常伝導体の間のトンネル分光があり、超伝導電子の波動関数の大きさや位相の情報が得られます。右図は本研究で対象とするUPt3のジョセフソン臨界電流の磁場依存性を示したもので、以前の研究で得られた(a)の結果に比べ、最近の研究で得られた(b)の結果では、光の回折現象で見られるのと同じフラウンホーファー回折図形が現れており、良質のジョセフソン接合ができていることがわかります。
住山 昭彦 本領域での研究 イメージ

その他

 現在、多くの特異な超伝導現象が発見され、研究されていますが、本領域研究の一員として様々な分野の研究者から刺激を受けることで、その秘密に近づくためのヒントが得られることを楽しみにしています。

略歴

1986年
東京大学大学院 理学系研究科 博士課程修了(博士(理学)取得)
1986年
三菱化成工業株式会社 総合研究所所員
1990年
姫路工業大学理学部 物質科学科 講師
1993年
姫路工業大学理学部 物質科学科 助教授
2004年
兵庫県立大学大学院 物質理学研究科に移行
2008年
兵庫県立大学大学院 物質理学研究科 教授、現在に至る

代表論文

"Magnetic-Field Modulation of the Josephson Effect between URu2Si2 and Al",
A. Sumiyama, K. Hikawa, J. Gouchi, G. Motoyama, A. Yamaguchi, T. Honma, E. Yamamoto, Y. Haga, and Y. Onuki,
J. Phys. Soc. Jpn. 82, 025005(1)-(2) (2013).

"Measurement of the Josephson Effect of Heavy-Fermion Superconductor UPt3 as a Test of the Odd-Parity Order Parameter",
J. Gouchi, A. Sumiyama, G. Motoyama, A. Yamaguchi, N. Kimura, E. Yamamoto, Y. Haga, and Y. Onuki,
J. Phys. Soc. Jpn. 81, 113701(1)-(4) (2012).

"Josephson Effect between Noncentrosymmetric LaPt3Si and a Conventional Superconductor",
Y. Aoki, A. Sumiyama, M. Shiotsuki, G. Motoyama, A. Yamaguchi, Y. Oda, T. Yasuda, R. Settai, and Y. Onuki,
J. Phys. Soc. Jpn. 79, 124707(1)-(6) (2010).

"Magnetic-field modulation of the Josephson effect in heavy-fermion superconductor CeIrIn5",
A. Sumiyama, Y. Tsuji, Y. Oda, H. Shishido, R. Settai, and Y. Onuki,
J. Mag. Mag. Mater.
310, 599-601 (2007).

"Josephson Effect between CePt3Si and an s-Wave Superconductor",
A. Sumiyama
, K. Nakatsuji, Y. Tsuji, Y. Oda, T. Yasuda, R. Settai, and Y. Onuki,
J. Phys. Soc. Jpn.
74, 3041-3045 (2005).

"Magnetic Field Modulation of the Josephson Effect between UPt3 and a Conventional Superconductor",
A. Sumiyama, R. Hata, Y. Oda, N. Kimura, E. Yamamoto, Y. Haga, and Y. Onuki,
Phys. Rev. B
72, 174507(1)-(5) (2005).

"Josephson Effect in Weak Links between URu2Si2 and Nb",
R. Tachibana, A. Sumiyama, Y. Oda, E. Yamamoto, Y. Haga, T. Honma, and Y. Onuki,
J. Phys. Soc. Jpn. 72, 364-368 (2003).

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