空間反転対称性の破れた結晶における非相反電荷輸送現象
【研究キーワード】
非相反電荷輸送現象 / 非線形伝導 / 二次元物質 / 超伝導 / 非線形ホール効果 / 整流性 / 空間反転対称性の破れた超伝導 / 電界誘起超伝導
【研究成果の概要】
本研究では、様々な空間反転対称性の破れた結晶において、対称性の破れを反映した整流特性である非相反伝導現象の研究を行い、本現象の普遍性の実証や微視的機構の解明を通して、固体中非線形電流応答の学理構築に取り組んだ。特に、極性構造を持つ電解誘起超伝導や3回回転対称性を持つ超伝導において磁場印加条件下で巨大な非相反伝導現象が生じることや、異なる超伝導整流性の機構が存在することを見出した。また、物質固有の整流現象を磁場や磁性が存在しないような場合に拡張し、そのような時間反転対称条件下でも2次の非線形伝導が生じることを発見し、電荷や超伝導ボルテックスの非対称散乱との関係性を明らかにした。
【研究の社会的意義】
本研究で発見した様々な種類の非相反伝導は、散乱現象や波動関数の幾何学的性質、超伝導の対称性やボルテックスの運動等と密接に関係しており、固体中の特徴的電子状態や電荷ダイナミクスを理解する上で非相反伝導現象が強力な手法になり得ることが強く示唆された。また、非相反伝導は物質固有の整流性であり、従来の接合構造を必要としないため、固体中の様々な相に適応可能であるという特徴を持っている。特に、電流の正負によってゼロ抵抗と有限抵抗が切り替わるような超伝導ダイオード効果への展開が開けた点は有意義であり、今後、さらなる新奇整流現象の発見や散逸が極めて小さなデバイス構築への知見を得られることが期待される。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)