浅野　泰寛 (アサノ　ヤスヒロ)

工学研究院　応用物理学部門　量子物性工学分野教授
Last Updated :2026/04/14

■研究者基本情報

学位

  • 博士(工学）, 名古屋大学, 1995年03月

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Researcher ID

  • B-4582-2010

J-Global ID

研究キーワード

  • 超伝導
  • メゾスコピック物理
  • 物性理論
  • スピン三重項超伝導
  • 奇周波数超伝導
  • ジョセフソン接合
  • トポロジカル物質

研究分野

  • 自然科学一般, 磁性、超伝導、強相関系

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2024年04月 - 現在
    北海道大学 工学(系)研究科(研究院), 教授

学歴

  • 1992年04月 - 1995年03月, 名古屋大学, 大学院工学研究科, 応用物理学専攻

■研究活動情報

論文

その他活動・業績

書籍等出版物

  • Andreev Reflection in Superconducting Junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Springer(ISBN:978-981-16-4165-7), 2021年11月, ［単著］
  • Fundamentals and Frontiers of the Josephson Effect　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano, Yukio Tanaka, Sec. 4 Charge Transport in Unconventional Superconductor Junctions
    Springer, 2019年08月, 9783030207267, 英語, 教科書・概説・概論, ［分担執筆］

講演・口頭発表等

  • Anomalous proximity effect due to odd-frequency Cooper pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Workshop on Mesoscopic Superconductivity and Quantum Transport, 2023年10月13日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    2023年10月13日 - 2023年10月13日, ［招待講演］
  • Josephson Effect of two-band/orbital superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    Y. Asano
    Topological Superconductivity in Quantum Materials, 2020年10月19日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    2020年10月19日 - 2020年10月22日, ［招待講演］
  • Nonlocal conductance due to a chiral edge mode　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Oxide Superspin Workshop 2019, 2019年07月25日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    2019年07月24日 - 2019年07月28日, ［招待講演］
  • Flat-band Andreev bound states and odd-frequency Cooper pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Majorana Fermions and topological Material Science, 2018年07月26日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Ettore Majorana Foundation and Centre for Scientific Culture,\\ Erice, Sicily, Italy, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Dirty two-band superconductivity　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Oxide Superconducting spintronics 2017, 2017年11月26日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto Univ., Japan, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Flat-band Andreev bound states and odd-frequency Cooper pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Novel Quantum States in Condensed Matter 2017, 2017年11月16日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto Univ., Japan, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Dirty two-band superconductivity　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    The 6th International Conference on Mesoscopic Structures: Fundamentals and Applications, 2017年07月09日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hotel “Baikal”, Listvyanka, Irkutsk region, Russia, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous magnetic response and electric transport due to odd-frequency Cooper pair　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    International Conference on Superconducting hybrid nanostructures: physics and application, 2016年09月23日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, Russia,, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Edge current in a small chiral superconductor　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    SPIE. photonics and spintronics 2016, 2016年09月01日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    San Diego Convention center, San Diego, U. S. A., ［招待講演］, ［国際会議］
  • Paramagnetic response of small topological superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    International Conference on Interaction of Superconductivity and Magnetism in Nanosystems, 2015年09月04日, 英語, 口頭発表（基調）
    Moscow State Institute of Steel and Alloys, Moscow, Russia, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous proximity effect and more than one Majorana fermion　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    11th International Workshop on Nanomagnetism \& Superconductivity at the Nanoscale, 2015年07月01日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Nuva Hotel Comarruga, Coma-Ruga, Spain, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous proximity effect and more than one Majorana fermio　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    11th International Conference on Ceramic Materials Components for Energy and Environmental Applications, 2015年06月16日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hotel Hyatt Regency, Vancouver, Canada, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Magnetic property of Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    International Conference on Topological Quantum Phenomena, 2014年12月17日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Kyoto University, Kyoto, Japan,, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Properties of Odd-frequency Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    日本物理学会秋の分科会, 領域6シンポジウム, 2014年09月07日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    中部大学, 春日井, ［招待講演］, ［国内会議］
  • Paramagnetic Meisner Effect in Small Unconventional Superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Physics and Applications of Superconducting Hybrid Nano-Engineered Devices, 2014年09月01日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Grand Hotel Santamaria, Santa Maria di Castellabate, Italy, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Paramagnetic Meisner Effect in Small Unconventional Superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    10th International Workshop on Nanomagnetism \& Superconductivity at the Nanoscale, 2014年07月02日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hotel Vita Comarruga, Coma-Ruga, Spain, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Three-dimensional Symmetry Breaking Topological States　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    MTI and ITS Fall Workshop 2013: Coherent Hybrid Structures on the Mesoscale, 2013年10月16日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hilton hotel Orrington/Evanston, Illinois, U. S. A., ［招待講演］, ［国際会議］
  • Surface/interfacial states of topological materials　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Electron Correlation in nanostructures 2013, 2013年10月03日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hotel Yalta-Intourist, Yalta, Ukraine, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Majorana fermions and Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    MTI Nonconventional Insulators Workshop 2012, 2012年11月13日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Argonne National Laboratory, Illinois, U. S. A., ［招待講演］, ［国際会議］
  • Majorana fermions and Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    9th International Conference on New Theories, Discoveries and Applications of Superconductors and Related Materials, 2012年09月17日
    Grand Hotel Villa Tuscolana, Roma, Italy
  • Majorana fermions and Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    Workshop on Superconducting Nanohybrids 2012, 2012年09月05日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Donostia International Physics Center, San Sebastian, Spain, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Odd-frequency Cooper Pairs in spin-triplet superconducting junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    The International conference "Dubna-Nano2012, 2012年07月13日, 英語, 口頭発表（基調）
    Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, Dubna, Russia, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Odd-frequency Cooper Pairs in ferromagnetic junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    Yasuhiro Asano
    8th International Workshop on Nanomagnetism & Superconductivity, 2012年07月05日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hotel Marvel, Coma-ruga, Spain,, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Proximity Effect of Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    International Conference on Topological Phenomena, TQP2012, 2012年05月19日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Nagoya University, Japan, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Odd-frequency Cooper Pairs and Their Effects on Surface Impedance　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Superconductivity and Magnetism, SM-2011, 2011年10月07日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Kishinev, Moldva, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous Surface Impedance due to Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    7th International Workshop on Nanomagnetism \& Superconductivity, 2011年07月05日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Hotel Marvel, Coma-ruga, Spain, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous Surface Impedance due to Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    8th International Conference on New Theories, Discoveries and Applications of Superconductors and Related Materials, 2011年06月09日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    J. W. Marriott Hotel Chongqing, China, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Tunneling between Two Helical superconductors via Majorana Edge Channels　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Superconductivity and Magnetism 2010, 2010年09月07日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Savoy Hotel, Paestum, Italy, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Unusual Cooper Pairs in Superconducting Proximity Structures　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    International Conference on Superconductivity and Magnetism 2010, 2010年04月26日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Porto Bello Hotel, Antalya, Turkey, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Proximity effect in spin-triplet superconducting junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    nternational Symposium on Novel Spin Pairing 2009, 2009年09月14日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Yukawa Memorial Hall, Kyoto University, Japan, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Josephson current through a strong ferromagnet　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    International symposium on new directions of superconducting nanostructures 2009, 2009年09月05日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Nagoya University, Japan, ［国際会議］
  • Luminescence of a superconducting pn Junction　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Nanoscience and Engineering in Superconductivity, Hybrid and Josephson Structures, 2009年06月03日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Anacapri, Italy, ［国際会議］
  • "Josephson Effect in Chiral p-wave Superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Spin Helicity and Chirality in Superconductor and Semiconductor Nanostructures, 2008年07月14日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Karlsurhe, Germany, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Conductance Spectroscopy of Spin-triplet Superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Probing superconductivity at the nanoscale, 2008年06月05日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Alicante, Spain, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Odd-frequency Pairing State in Superconductor / Ferromagnet Junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    日本物理学会63回年次大会, 領域3-6シンポジウム, 2008年03月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    近畿大学, 大阪, ［招待講演］, ［国内会議］
  • Conductance Spectroscopy of Spin-triplet Superconductors　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    MTI International Argonne Fall Workshop on Nanophysics VII, 2007, 2007年12月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    National Center for Theoretical Sciences, Hsinchu, Taiwan, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Odd-frequency Cooper Pairs in Ferromagnet/Superconductor Junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Nanoscale Superconductors and their Applications, 2007年11月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
    Institute for Material Research in Tohoku Univ., Sendai, Japan, ［招待講演］, ［国内会議］
  • Josephson Current through a Strong Ferromagnet and Odd-frequency Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Physics of Nanoscale Superconducting Heterostructures, 2007年07月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Lorentz Center in Leiden Univ., Leiden, The Netherlands,, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Proximity Effect in Half metals and Odd-frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    International Conference on Nanoscale Magnetism, 2007年06月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Istanbul, Turkey, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous Josephson Effect in Unconventional Superconductor Junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Quantum Phenomena in Low-dimensional Systems, 2007年01月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国際会議］
  • Anomalous Proximity Effect due to Odd-Frequency Cooper Pairs　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    Sixth International Conference on New Theories, Discoveries and Applications of Superconductors and Related Materials, 2007年01月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Sydney, Austraria,, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Josephson Current through a Diffusive Half Metal　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    19th International Symposium on Superconductivity, 2006年10月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    Nagoya, Japan, ［招待講演］, ［国際会議］
  • Spin Current in Triplet Superconducting Rings　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    International Conference on Nanoscale Magnetism, 2005年07月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国際会議］
  • Impurity Effect of Unconventional Superconducting Junctions　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    International Workshop on Physics of Superconducting pi-Phase Shift Devices, 2005年04月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国際会議］
  • 異方的超伝導体接合の不純物効果　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    日本物理学会秋の分科会, 領域4シンポジウム, 2004年09月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国内会議］
  • 超伝導ジョセフソン接合系の理論の最近の進展　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    日本物理学会秋の分科会, 2002年09月, 日本語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国内会議］
  • Symmetry of Pair Potential and Josephson Effect in Dirty SNS Junctions}　　　　　　　　　　　　　　　
    浅野泰寛
    The International Symposium on Superconducting Device Physics, 2001年06月15日, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］, ［国際会議］

所属学協会

  • 日本物理学会　　　　　　　　　　　　　　　

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 多自由度を持つ電子系の超伝導体における奇周波数電子対の物理
    文部省科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2020年04月 - 2023年03月
    浅野泰寛、田仲由喜夫、水島健
    日本学術振興会, 基盤研究（B)（一般）, 北海道大学, 研究代表者
  • 強相関物質のトポロジカル相　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金（新学術領域研究）
    2015年 - 2019年
    川上則雄
    文部科学省, 研究分担者, 競争的資金
  • トポロジカル絶縁体/超伝導体接合におけるスピン流を用いた熱制御デバイスの理論
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    川畑 史郎, 浅野 泰寛, 富永 淳二
    トポロジカル物質と超伝導体が接合した系における量子及び熱輸送理論の構築を行った。具体的にはワイル半金属/超伝導体接合の熱輸送シミュレーションを行い、スピンー運動量ロッキングによってAndreev反射が抑制され、熱流が従来の固体冷凍機に比べて増大することを明らかにした。また、超伝導単一電子素子の電子輸送に対する非平衡熱準粒子の影響についても研究を行った。さらに、トポロジカル超伝導体等の様々なトポロジカル性についても理論的に研究を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 15H03525
  • 対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象の総括
    科学研究費助成事業
    2010年04月01日 - 2016年03月31日
    前野 悦輝, 田仲 由喜夫, 石川 修六, 鄭 国慶, 柏谷 聡, 浅野 泰寛, 野村 竜司, 安藤 陽一, 佐藤 昌利, 上田 正仁, 野村 竜司, 佐藤 昌利, 田仲 由喜夫, 浅野 泰寛, 上田 正仁
    平成27年度は研究成果とりまとめにあたり、主に次の二点を行った。


    第一に、領域活動によるこれまでの研究成果を事後評価報告書にまとめ上げ、文科省でのヒアリングを経て事後評価を受けた。結果は評価A+をいただいた。総合所見において、「本研究領域は世界をリードする多くの研究成果を生み出し、当該学問分野における我が国の国際的優位性の確保と、その向上に大きく貢献した。また、積極的にアウトリーチ活動が実施されたことは、物性物理学における新しい概念の普及という点で高く評価できる。本研究領域の活動によって、多くの若手研究者が育成されたと認められる。」との評価をいただいた。報告書作成に際しては、領域メンバーからの成果情報を収集・集積して、発表論文、招待講演、受賞などに含まれる研究成果内容の分析を加えたうえで、今後の展望も含めた。また、新学術プロジェクトならではの、異なる専門分野研究者間の連携による研究成果・論文成果、5回開催(そのうち2回は国際会議として開催)した領域研究会の成果、17回開催した「集中連携研究会」の成果、若手育成のための若手国際会議や若手相互滞在プログラムの成果、市民講座や出前講義の成果の分析も行った。


    第二に、本領域の研究活動から生み出されたトポロジカル量子現象に関する新学術領域をさらに発展させるための活動を行った。まず、引き続き領域のHP と事務局を維持し、研究成果情報の収集と公開に務めるとともに、トポロジカル量子現象の研究に関わる研究者に対しての情報ソース・フォーラムとしての機能も果たし続けた。幸い、後継新学術領域プロジェクト「トポロジーが紡ぐトポロジカル物質科学のフロンティア」が採択されたので、さらに飛躍的な発展を生むために必要な引き継ぎ活動を行った。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 京都大学, 22103001
  • トポロジカル超伝導体の常磁性マイスナー現象
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2014年 - 2016年
    浅野 泰寛
    完全反磁性(マイスナー効果）は超伝導体の最も基本的な性質である。ところが超伝導体を小さくすると、常磁性を示す超伝導物質群が存在する。この常磁性マイスナー効果は幾つかの実験があるにもかかわらず、その発現機構は謎のままであった。本研究で我々は、異方的超伝導体（トポロジカル超伝導体）の表面には奇周波数クーパー対と呼ばれる特殊なクーパー対が現れること、また奇周波数クーパー対のために小さな異方的超伝導体は低温において常磁性を示す事を明らかにした。
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 26287069
  • 時間反転対称性を破る超伝導体の新奇界面現象
    科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))
    2010年 - 2015年
    前野 悦輝, 柏谷 聡, 赤崎 達志, 浅野 泰寛
    時間反転対称性を破る超伝導体でのトポロジカル量子現象、特にその新奇界面現象について、ルテニウム酸化物Sr2RuO4、および、従来型超伝導体・強磁性体のハイブリッド構造で研究を進めた。
    そして、スピン三重項超伝導ならではの半整数磁束量子を観測し、軌道部分の時間反転対称性が破れた「カイラル超伝導」特有の界面状態も観測した。また、超伝導一次相転移など、超伝導対称性の完全理解のための重要事実を積み上げた。さらにトポロジカル超伝導に特有の奇周波数状態の理論を深めて、微小試料で観測する提案を行った。また、奇周波数超伝導の舞台であるSr2RuO4と強磁性薄膜接合系の作製にも成功した。
    文部科学省, 新学術領域研究(研究領域提案型), 京都大学, 研究分担者, 競争的資金, 22103002
  • 超伝導クーパー対発光の理論
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2010年 - 2012年
    浅野 泰寛
    発光ダイオード(LED)は交通信号や懐中電灯に使われるなど日々の営みに深く浸透し、省エネルギーの達成と快適な生活の維持を両立させる優れた電子素子である。半導体pn接合で生じる発光という物理現象は、このように極めて身近なものである。最近、発光現象の新たな側面に注目した研究が精力的に行われている。超伝導体を用いたLEDには量子情報操作に不可欠な量子力学的にもつれ合った光子のペアを発生出来ると期待されており、超伝導を担う電子対(クーパー対)がどのような過程で、量子力学的にもつれ合った光子ペアを生成するかを明らかにするのが本研究の目的である。2009年に申請者が報告した理論に基づきクーパー対発光の理論を進展させた。時間に依存する摂動理論を用いて接合から発光するフォトン数の長時間平均を理論的に計算する事が出来る、これは発光強度に対応する。これまでのところ、1次の摂動論の範囲では超伝導の効果が極めて小さい事、2次の摂動論を用いて初めてクーパー対の再結合が記述でき、その発光過程から大きな発光強度が説明できそうな事がわかっている。22年度は更に高次の摂動項の大きさを、見積もった結果3次以上の摂動の高次項が無視できることがわかった。この結果は、連携して研究を進めている実験グループによって見いだされた結果を矛盾なく説明する。さらに実験的には、発行寿命が超伝導転移温度以下で急激に減少する事を見いだ...
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 22540355
  • スピン3重項超流体の近接効果
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2008年 - 2009年
    浅野 泰寛
    超伝導には通常金属における超伝導(スピン1重項s波超伝導)の他に,銅酸化物高温超伝導(スピン1重項d波)に代表される異方的超伝導がある.超伝導体に普通の非超伝導金属(常伝導体)を接合したとき,超伝導を担うクーパー対が超伝導体から常伝導体へ染み出す現象は近接効果と呼ばれている.我々はこれまで異方的超伝導体の近接効果を調べ,近接効果はその母体となる超伝導の対称性に極めて敏感であるという重要な結論を得ている.異方的超伝導が非局所電流に及ぼす効果を明らかにする事で本研究の当初の目的のひとつである.特にスピン3重項超伝導体から染み出したクーパー対が奇周波数対称性を獲得することは、我々が明らかにした重要な性質である。奇周波数ペアは、超伝導体と強磁性体が接合した場合にも生み出され、その性質が大変注目されている。我々は、超伝導体に張り付けた金属薄膜における表面インピーダンスが超伝導体のスピン対称性に依存して特徴的なふるまいを示すことを明らかにした。また、強磁性絶縁体を超伝導体で挟んだSFS接合では、強磁性絶縁体の長さを1原子層ずつ変化させるごとにπ接合という特殊な状態が実現することを明らかにした。このπ状態と奇周波数ペアの関係は、今後の課題として残されている。
    文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 20029001
  • エキゾチック超伝導接合における近接効果の理論
    科学研究費補助金(基盤研究(C))
    2007年 - 2008年
    浅野 泰寛, 田仲 由喜夫, 田仲 由喜夫
    超伝導の対称性は、金属で発現するスピン1重項対称性と、ルテニウム酸化物や重い電子系で有力とされるスピン3重項対称性に大別される。特にスピン3重項超伝導の物理はきわめて興味深く、注目を集めている。我々は、理論的な手法にのっとり超伝導近接効果を調べ、この2種類を明確に区別する新しい実験方法を提案した。
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19540352
  • スピン3重項超伝導体におけるスピン流の理論的研究
    科学研究費補助金(特定領域研究)
    2006年 - 2007年
    浅野 泰寛, 市岡 優典
    本研究課題ではスピン3重項超伝導体に固有の輸送現象の解明を目指している.18年度はその中でもスピン・ジョセフソン効果の基本的な性質の解明と,観測に向けての提案を行った.超スピン流に関する研究はヘリウム3ですでに行われているが,本研究ではスピン3重項超伝導体Sr_2RuO_4を念頭に超スピン流を制御しながら流すための理論的提案を行った.超伝導体中のクーパー対はスピンの外に電荷の自由度をもち,電荷が電磁場とゲージ結合するためスピン流の制御が可能になるという結論を得た.スピン流の基礎的性質の研究とその応用研究は現在磁性体を用いた微小素子においてきわめて盛んに行われており,デバイス応用の可能性も高くなってきた.その意味で超伝導体を用いたスピン流の研究はとても時宜を得たものと考えられる.19年度はT字形状の超伝導体と常伝導体の接合の電気伝導測定から,スピン1重項超伝導体と3重項超伝導体の峻別が可能であることを示した.この目的のためには多くの実験があるが,ルテニウム酸化物をはじめとして多くの3重項超伝導体について,スピン3重項超伝導を否定する意見もないわけではない.こうした状況の下で,超伝導の対称性をはっきりと区別できる方法の提案は,この分野の発展に大きく寄与すると考えられる.
    文部科学省, 特定領域研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18043001
  • 巨大近接効果ジョセフソン素子の研究
    科学研究費助成事業
    2005年 - 2006年
    小田 研, 伊土 政幸, 桃野 直樹, 丹田 聡, 浅野 泰寛
    本研究は、銅酸化物高温超伝導体における巨大近接効果の起源を解明し、これを用いた新規なタイプのジョセブソン接合を作製することを目的とする。巨大近接効果には、高温超伝導体の特異な性質の一つである擬ギャップ状態が深く関わっていると考えられている。そこで本研究では、擬ギャップ状態の起源に関する知見を得るため、走査トンネル顕微鏡(STM)によりビスマス系銅酸化物高温超伝導体(Bi2212)の擬ギャップを詳しく調べた。その結果、特性エネルギーが擬ギャップである電荷秩序の存在が明らかとなり、擬ギャップは電荷秩序の形成によることが示された。また、この電荷秩序は、d波超伝導ギャップのノードから離れた、いわゆるアンチノード領域の電子状態が関わっていて、T_C以下の超伝導状態でも存続し、ノード付近のフェルミ面(フェルミアーク)領域の準粒子によって起こる超伝導(フェルミアーク超伝導)と共存することも明らかにされた。アンチノード領域の準粒子、あるいは、それらの対(インコヒーレントなクーパー対)が電荷秩序を担うと考えられるが、どちらに起因するかは今後明らかにされるべき大変興味深い問題である。さらに、本研究では、クーパー対の電荷秩序、いわゆる"ボソン結晶"が高温超伝導体で実現していると、これが低温で超流動性を示す可能性(固体超流動の可能性)のあることが指摘され、このことと巨大近接効果の起源との関連性が議論された。
    これらの成果については、日本物理学会や高温超伝導に関する幾つかの国際会議で既に報告し、また、論文としてPhys. Rev. Lett.誌などに投稿した。
    日本学術振興会, 萌芽研究, 北海道大学, 17654062
  • トポロジカル量子物質の創製と新規量子現象・量子機能素子の研究
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2005年
    丹田 聡, 稲垣 克彦, 宇治 進也, 畠中 憲之, 林 正彦, 松山 豊樹, 浅野 泰寛
    NbSe_2ナノチューブ、NbSe_2ナノファイバー、TaS_2ナノチューブの合成に成功した。NbSe_2ナノチューブの合成に関しては、化学的気相輸送法をもちいた。特にC_<60>テンプレートを用いることにより径がナノサイズの大きさのものがコントロールよく合成できることを発見した。NbSe_2ナノチューブの径は10nmから100nmのサイズであり長さは1μmである。温度コントロール(720℃から800℃)を精密に行うことにより、最初にナノサイズのNbSe_3の単結晶を作製し(720℃)その後温度を780℃にしばらく設定しそのNbSe_3から脱Se化反応によりNbSe_2のナノファイバー、ナノチューブを合成する。その際NbSe_3のもつナノファイバー性を利用するいわゆる自己テンプレート型製法を確立した。脱Se化反応においては曲率をもって作製されることがわかっており、その過程においてナノチューブが合成されるというメカニズムを解明した。TaS_2ナノチューブに関しては室温にてCDW転移を示していることが透過電子顕微鏡により観測された。CDWに基づく超格子周期の衛星反射の観測がみられ、かなり薄い結晶においてもCDWが存在することが明らかとなった。NbSe_2ナノファイバー、ナノチューブに4端子電極をつけ転移温度を測定した。電極に関してはFIBによる電極直接接合法と電子ビーム露光法を用いた。Tcは5.0Kでありバルクで報告されているTc=7.2Kより低い温度で超伝導になることがわかった。これらの結果はいずれも世界初の結果である。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 15204029
  • ナノ電気機械効果による半導体量子ドットにおける新たなブロッケード機構の理論研究
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2004年
    西口 規彦, 浅野 泰寛
    橋梁構造の力学的な不安定性と、その上に作製された単電子トランジスタとの相互作用による新たな電子輸送に関するブロッケード現象を理論により明らかにし、その現象を考慮した電気伝導特性を導いた。具体的には以下の通りである。:ソース・ドレインおよび量子ドットと基盤間に加えられたゲート電圧により、橋梁部分に静電力が働き基盤方向へたわむ。この構造の変化がゲートキャパシタンスの増加を生じさせ、電子の伝導特性を変化させる。ゲート電圧をさらに増加させると、静電力と均衡を保っていた弾性的な復元力が限界に達し、力学的な不安定性が生じる。この臨界電圧を超えると橋梁部分は突然に基盤へ落下する。両者の間に電荷の移動がなければ、両者は印加電圧が解放されるまで静電力により、くっついた状態が維持される。この臨界状態の近傍では、構造の柔軟性は著しく低下し、外力に対し過敏に応答する。トンネル伝導により量子ドット上の電子数が変化すると、それに応じて量子ドットに働く静電力は不連続に変化する。構造不安定臨界電圧近傍では、この微小な静電力の変化により、橋梁部分が大きく変位する。そのため、量子ドットの基盤からの平衡距離は余剰電子数に依存して不連続に減少し、量子ドットと基盤間の静電容量を増加させる。量子ドットの電子輸送特性は、量子ドットとソース電極、ドレイン電極およびゲート電極間との静電容量によって決定されるため、量子ドット・ゲート電極間の静電容量の変化は電子のトンネル条件を変えることとなる。すなわち、ソースまたはドレインと量子ドット間のトンネル透過の生じるソース・ドレイン電圧とゲート電圧に関する条件が、電子がソース電極から量子ドットに入ってくる場合と、その電子がドレイン電極へ出て行く場合とで異なることになる。オーソドックス理論から予備的な計算をすると、電子がトンネル効果でソースから量子ドットへトンネルした後、構造変形のためドット内の化学ポテンシャルが低下し、ドレインへのトンネル透過の条件が満足されなくなることがソース・ドレイン間の電位差が小さい場合に生じることが判った。また、先に量子ドットからドレインへ電子がトンネルした後に、構造変形のため量子ドット内の化学ポテンシャルが増加しトンネル透過に対して新たなバリアーとして働くことが判った。これらの解析から、トンネル透過の条件の変化はソース・ドレイン間の電位差が小さい場合、すなわちゼロバイアス近傍の電気伝導特性に著しい効果を及ぼすことが判った。ソース・ドレイン間の電位差が小さい場合、コンダクタンスはゼロとなり、構造の変形が新たなブロッケード現象を引き起こすと期待される。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 15510109

主な担当授業

  • 力学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 力学演習, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 応用物理学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 応用物理学, 2024年, 学士課程, 工学部