Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries

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メンバープロフィール

柏谷聡(Satoshi Kashiwaya)

柏谷 聡(Satoshi Kashiwaya)

所属:
産業技術総合研究所(電子光技術研究部門 )上級主任研究員
専門分野:
低温物性、トンネル効果
研究題目:
(A01) 時間反転対称性を破る超伝導体の新奇界面現象
領域での研究テーマ:
時間反転対称性の破れた超伝導体のトンネル効果
領域での役割:
総括班(ニュースレター、メールリスト担当)、A班分担者
■ 研究室

これまでの研究

 超伝導体を含む接合系の輸送特性の解明、および接合系を用いた超伝導体内部状態観察に興味を持って研究を進めてきました。近年発見された新超伝導体の多くは、異方的な電子状態を有しています。これらの超伝導体の表面には、並進対称性の破れに伴ってバルク内部と異なる表面状態が形成されます。この表面状態はアンデレーフ束縛状態と呼ばれる状態で、金属/超伝導体接合やジョセフソン接合の輸送特性に大きな影響を及ぼします。またアンデレーフ束縛状態の解析により、超伝導体のペアの対称性が観察できます。

本領域での研究

 本新学術領域では、Sr2RuO4の微小接合作成および輸送特性解明の研究を行います。Sr2RuO4は巻き数型のペアポテンシャルを有するトポロジカル超伝導体と考えられ、アンデレーフ束縛状態の形成に加えて、自発エッジ電流、半整数磁束量子、マヨラナ型準粒子の形成など、多くの特異な現象の発現が期待されます。これらの現象を集束イオンビーム加工による微小接合や、トンネル接合を用いた実験により解明し、Sr2RuO4が時間反転対称性の破れたスピン3重項カイラルp波として確立されることを目標とします。

その他

 超伝導現象は、我々の目に見えるマクロなサイズでも、電子が全く抵抗を感じずに運動するという本当に不思議な物理現象です。その不思議さに惹かれて研究を続けています。

略歴

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(現職)

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

"Tunneling spectroscopy of topological superconductors"
S. Kashiwaya, H. Kashiwaya, K. Saitoh, Y. Mawatari, Y.Tanaka,
Physica E 55, 25-29 (Jan. 2014).

"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).

"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).

"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).

"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).

"Tunneling effects on surface bound states in unconventional superconductors"
S. Kashiwaya and Y. Tanaka,
Report on Progress on Physics.
63, 1641 (2000).

"Switching Dynamics of Bi2Sr2CaCu2O8+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 (2008).

"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 (2008).

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