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延兼　啓純 (ノブカネ　ヒロヨシ)

理学研究院　物理学部門　電子物性物理学分野助教

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
研究者番号
  • 60550663
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 電荷・スピン密度波
  • カイラリティ
  • トポロジー
  • 超伝導
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
経歴
  • 2010年10月 - 現在
    北海道大学 大学院理学研究院 物理学部門, Faculty of Science, Department of Physics, 助教
  • 2009年04月 - 2010年09月
    旭川医科大学 医学部 一般教育等物理学教室, School of Medicine, 助教
  • 2007年 - 2009年
    日本学術振興会 特別研究員（DC1）
委員歴
  • 2022年04月 - 2023年03月
    日本物理学会領域6 運営委員

研究活動情報

■ 論文
  • Bose glass in Ca2RuO4 nanofilms
    Hiroyoshi Nobukane; Koki Hirose; Kakeru Isono; Mizuki Higashiizumi; Masahito Sakoda; Korekiyo Takahashi; Satoshi Tanda
    Communications Materials, 2026年08月10日
    研究論文（学術雑誌）
  • Magnus-Driven Hall Transport in a Smectic Vortex State
    Hiroyoshi Nobukane; Kyosuke Takahashi; Noriaki Matsunaga; Motoi Kimata; Satoshi Tanda
    Physical Review Letters, 2026年03月25日
    研究論文（学術雑誌）
  • Mott insulators appearing at a thickness period corresponding to nesting in CaRuO3
    M. Sakoda; H. Nobukane; S. Shimoda; K. Ichimura
    Applied Physics Letters, 2025年05月05日
    研究論文（学術雑誌）
  • Dynamics of liquid crystal vortex in a layered superconductor
    Hiroyoshi Nobukane; Erika Uno; Yuichi Tabata; Kyosuke Takahashi; Daiki Sakabe; Satoshi Tanda
    Physical Review B, 2024年05月02日, ［筆頭著者, 責任著者］
    研究論文（学術雑誌）
  • Bose glass and Fermi glass
    Korekiyo Takahashi; Keiji Nakatsugawa; Masahito Sakoda; Yoshiko Nanao; Hiroyoshi Nobukane; Hideaki Obuse; Satoshi Tanda
    Scientific Reports, 13, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2023年08月01日, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）, Abstract

    It is known that two-dimensional superconducting materials undergo a quantum phase transition from a localized state to superconductivity. When the disordered samples are cooled, bosons (Cooper pairs) are generated from Fermi glass and reach superconductivity through Bose glass. However, there has been no universal expression representing the transition from Fermi glass to Bose glass. Here, we discovered an experimental renormalization group flow from Fermi glass to Bose glass in terms of simple $$\beta$$-function analysis. To discuss the universality of this flow, we analyzed manifestly different systems, namely a Nd-based two-dimensional layered perovskite and an ultrathin Pb film. We find that all our experimental data for Fermi glass fall beautifully into the conventional self-consistent $$\beta$$-function. Surprisingly, however, flows perpendicular to the conventional $$\beta$$-function are observed in the weakly localized regime of both systems, where localization becomes even weaker. Consequently, we propose a universal transition from Bose glass to Fermi glass with the new two-dimensional critical sheet resistance close to $$R_\Box = h/e^{2}$$.
  • Quantum Time Sliding by CDW Instantons in Nanoscale NbS3 and TaS3
    Yuta Fukuda; Kazu Urushihara; Akiya Sean Ebana; Hiroyoshi Nobukane; Katsuhiko Inagaki; Satoshi Tanda
    Proceedings of the 29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29), Journal of the Physical Society of Japan, 2023年05月22日, ［査読有り］
    研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Extraordinary alternating metal-insulator transitions in CaRuO3 ultrathin films at integer multiples of 25 Å of thickness
    M. Sakoda; H. Nobukane; S. Shimoda; S. Tanda
    Physical Review B, 104, 19, 195420, 2021年11月, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Co-appearance of superconductivity and ferromagnetism in a Ca2RuO4 nanofilm crystal
    Hiroyoshi Nobukane; Kosei Yanagihara; Yuji Kunisada; Yunito Ogasawara; Kakeru Isono; Kazushige Nomura; Keita Tanahashi; Takahiro Nomura; Tomohiro Akiyama; Satoshi Tanda
    Scientific Reports, 10, 1, 3462, 2020年02月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Coexistence of the Kondo effect and spin glass physics in Fe-doped NbS2
    Hiroyoshi Nobukane; Yuichi Tabata; Tohru Kurosawa; Daiki Sakabe; Satoshi Tanda
    Journal of Physics: Condensed Matter, 32, 16, 165803, 1769, 一般社団法人 日本物理学会, 2020年01月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Chern structure in the Bose-insulating phase of Sr2RuO4 nanofilms
    Hiroyoshi Nobukane; Toyoki Matsuyama; Satoshi Tanda
    SCIENTIFIC REPORTS, 7, 41291, 2017年01月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Tunneling Spectroscopy in Organic Superconductor kappa-(BEDT-TTF-d[3,3])(2)Cu[N(CN)(2)]Br
    Yuki Oka; Hiroyoshi Nobukane; Noriaki Matsunaga; Kazushige Nomura; Kazuhiro Katono; Koichi Ichimura; Atsushi Kawamoto
    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 84, 6, 2015年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • STM spectroscopy on deuterated kappa-(ET-d[3,3])(2)Cu[N(Cn)(2)]Br
    Y. Oka; H. Nobukane; N. Matsunaga; K. Nomura; K. Katono; K. Ichimura; A. Kawamoto
    PHYSICA B-CONDENSED MATTER, 460, 93, 95, 2015年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Topological electromagnetic response in the chiral superconductor Sr2RuO4
    Hiroyoshi Nobukane; Toyoki Matsuyama; Satoshi Tanda
    PHYSICA B-CONDENSED MATTER, 460, 168, 170, 2015年03月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • STM spectroscopy on deuterated κ-(BEDT-TTF-d[n,n])2Cu[N(CN)2]Br
    Y. Oka; R. Abe; H. Nobukane; N. Matsunaga; K. Nomura; K. Ichimura; A. Kawamoto
    J. Phys.: Conf. Ser., 400, PART 2, 022090, 2012年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Majorana-Weyl fermions in (2+1)-dimensional superconductors
    H. . Nobukane; A. . Tokuno; T. . Matsuyama; S. . Tanda
    26TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON LOW TEMPERATURE PHYSICS (LT26), PTS 1-5, 400, PART 2, 022084, 2012年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • STM Spectroscopy on deuterated kappa-(BEDT-TTF-d[n,n])(2)Cu[N(CN)(2)]Br
    Yuki Oka; Ryota Abe; Hiroyoshi Nobukane; Noriaki Matsunaga; Kazushige Nomura; Koichi Ichimura; Atsushi Kawamoto
    26TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON LOW TEMPERATURE PHYSICS (LT26), PTS 1-5, 400, 2012年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Majorana-Weyl fermions in the chiral superconductor Sr2RuO4
    Hiroyoshi Nobukane; Akiyuki Tokuno; Toyoki Matsuyama; Satoshi Tanda
    PHYSICAL REVIEW B, 83, 14, 144502, 2011年04月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Parity-violating current-voltage curves in a single domain of Sr2RuO4 superconductors
    H. Nobukane; K. Inagaki; K. Ichimura; K. Yamaya; S. Takayanagi; I. Kawasaki; K. Tenya; H. Amitsuka; K. Konno; Y. Asano; S. Tanda
    PHYSICA B-CONDENSED MATTER, 405, 11, S277, S278, 2010年06月, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Transport Properties in a Single Domain of Microscale Sr2RuO4 Single Crystals
    Hiroyoshi Nobukane; Katsuhiko Inagaki; Satoshi Tsuchiya; Yasuhiro Asano; Koichi Ichimura; Kazuhiko Yamaya; Shigeru Takayanagi; Ikuto Kawasaki; Kenichi Tenya; Hiroshi Amitsuka; Satoshi Tanda
    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 49, 2, 020209, 2010年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Duality breaking of vortex configuration in a hierarchical honeycomb network
    S. Tsuchiya; T. Toshima; H. Nobukane; K. Inagaki; S. Tanda
    PHYSICAL REVIEW B, 80, 9, 094502, 2009年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Parity violation in a single domain of spin-triplet Sr2RuO4 superconductors
    H. Nobukane; K. Inagaki; K. Ichimura; K. Yamaya; S. Takayanagi; I. Kawasaki; K. Tenya; H. Amitsuka; K. Konno; Y. Asano; S. Tanda
    SOLID STATE COMMUNICATIONS, 149, 29-30, 1212, 1215, 2009年08月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Little-Parks Oscillation in a Hierarchical Superconducting Network
    S. Tsuchiya; T. Toshima; H. Nobukane; K. Inagaki; S. Tanda
    25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON LOW TEMPERATURE PHYSICS (LT25), PART 2, 150, 2, 022089-1, 022089-4, 2009年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Magnetic Rapid Quench Measurement in U(1) and SU(2) superconductors
    H. Nobukane; S. Tsuchiya; K. Konno; K. Inagaki; S. Tanda; I. Kawasaki; H. Amitsuka; K. Tenya; Y. Maeno
    25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON LOW TEMPERATURE PHYSICS (LT25), PART 5, 150, 5, 052187-1, 052187-4, 2009年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Observation of quantum fluctuation in nano Sr(2)RuO(4) p-wave superconductors
    H. Nobukane; K. Inagaki; K. Ichimura; S. Takayanagi; K. Yamaya; S. Tanda
    INTERNATIONAL CONFERENCE ON THEORETICAL PHYSICS 'DUBNA-NANO2008', 129, 012922-1, 012022-4, 2008年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Synthesis and Electric Properties of NbS3. : Possibility of Room temperatureCharge Density Wave Devices
    H. Nobukane; M. Nishida; K. Inagaki; S. Tanda
    Proceeding of Topology in Ordered Phases 2005, 1, 76, 81, 2006年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
■ その他活動・業績
■ 講演・口頭発表等
  • High-Tc superconductivity in 2D ruthenates: Relation to charge and spin deisity wave
    延兼啓純
    ECRYS 2022, 2022年08月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］
  • Superconductor-insulator transition in a two-dimensional ruthenate
    延兼 啓純
    Localisation 2022, 2022年08月, 英語, 口頭発表（一般）
  • Co-appearance of high-Tc superconductivity and ferromagnetism in Ca2RuO4 nanocrystals
    延兼 啓純
    APS 2021, 2021年03月, 英語, 口頭発表（一般）
  • Observation of two dimensional high-Tc superconductivity in a Ca2RuO4 nanofilm single crystal
    延兼 啓純
    APS 2018, 2018年03月, 英語, 口頭発表（一般）
  • Observation of two dimensional high-Tc superconductivity in a Ca2RuO4 nanofilm
    延兼 啓純
    Topological Matter and Flat Bands Conference 2017, 2017年08月, 英語, 口頭発表（一般）
  • Chern structure in Sr2RuO4 thin films
    延兼 啓純
    Materials & Mechanisms of Superconductivity (M2S) 2015, 2015年08月, 英語, 口頭発表（一般）
  • Topological electromagnetic response in the chiral superconductors Sr2RuO4
    延兼 啓純
    ECRYS-2014, 2014年08月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］
  • Parity violation in a chiral single domain Sr2RuO4 Implication of Majorana fermions
    延兼 啓純
    I. F. Schegolev Memorial Conference "Low-Dimensional Metallic and Superconducting Systems, 2009年10月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
    ［招待講演］
■ 主な担当授業
  • 物理学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅱ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅲ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅳ, 2024年, 学士課程, 理学部
  • 物理学実験Ⅳ, 2024年, 学士課程, 理学部
■ 所属学協会
  • アメリカ物理学会
  • 日本物理学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 層状ルテニウム酸化物から探る量子異常とトポロジー
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2017年 - 2019年
    延兼啓純
    層状ルテニウム酸化物超伝導体薄膜Sr2RuO4における電子輸送特性を調べることによって、チャーン不変量によって特徴づけられた数理構造を明らかにした．外部磁場なしで分数量子ホール抵抗、及び磁場印加による層間方向における分数電気分極効果を観測した．これらの結果は、量子異常に起因した分数トポロジカル電気磁気効果であることを提案した．
    Ca2RuO4薄膜において高温超伝導（オンセットTc～96K）を発見した．2次元超伝導に特徴的なBerezinskii-Kosterlitz-Thoukless転移を観測した．またバイアス電流及び膜厚依存性を持つ超伝導-絶縁体転移とその臨界指数を実験的に明らかにした．
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 17K14326
  • 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04月 - 2017年03月
    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, 競争的資金, 26287069
  • FIB加工を応用した有機超伝導体の角度分解トンネル分光法の開発
    科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
    2013年 - 2015年
    野村 一成; 延兼 啓純
    劈開性を持たない有機超伝導体の系で、超伝導ギャップの対称性を決定するため、FIB加工を導入し、単結晶試料の特定の結晶面を得て角度依存のSTM分光測定を行う手法を開発した。加工した結晶面は、STM観察の結果、角度依存のSTM分光を行うためには、面指数が低い面でなければならないことが分かり、この手法の適用範囲を確立した。さらに、これを用いて有機超伝導の系で、電子相関の増大に伴うd波超伝導のノードの方向が変化する振る舞いを観測し、その発現機構に新たな知見を得た。
    文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 25610083
  • カイラル超伝導体におけるトポロジカル不変量
    科学研究費補助金(若手研究(B))
    2013年 - 2015年
    延兼 啓純
    ナノスケールSr2RuO4単結晶を作成しその電子輸送を調べ、カイラル超伝導体のトポロジカル（チャーン）不変量によって特徴づけられる物理量の観測に成功した。試料エッジにおいてパリティを破る電流－電圧特性とゼロバイアスコンダクタンスピークを観測した。ゼロ磁場において2次元超伝導状態に起因する量子ホール抵抗を観測した。これはトポロジカルなチャーン・サイモン項の誘起による量子効果である。Tc以下において自発電圧を観測した。磁場中で自発電圧のスイッチング現象を観測した。これらの起源として3次元層間方向の伝導におけるトポロジカル電気磁気効果を提案した。トポロジカル項のアキシオン角θ＝π/6を決定した。
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 25800183
  • カイラル超伝導体の単一ドメインにおける新奇量子輸送現象の探索
    科学研究費補助金(若手研究(スタートアップ), 研究活動スタート支援)
    2009年 - 2011年
    延兼 啓純
    カイラル単一ドメインとされるマイクロメートルサイズのSr_2RuO_4超伝導体において電子輸送測定を行い、パリティの破れた電流-電圧特性を発見した。この結果は、クーパー対の内部自由度によりSr_2RuO_4試料がカイラル単一ドメインを形成し、ゼロ磁場で自発磁化していること、また外部磁場を印加することによりドメインのカイラリティが変化していることを示している。我々はこの物理的起源として、単一ドメインSr_2RuO_4の試料端におけるマヨラナフェルミオンの励起を提案した。
    文部科学省, 若手研究(スタートアップ), 研究活動スタート支援, 旭川医科大学->北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 21840004
  • 大局的トポロジー構造におけるトポロジカルソリトンの生成・消滅過程の研究
    特別研究員奨励費
    2006年 - 2008年
    延兼啓純
    本年度はSU(2)ゲージ対称性を持つカイラルp波超伝導体Sr2RuO4に対して、T=0.1K以下の状況下においてc軸に平行に磁場を印加し、H>Hc2からH=0へ磁場クエンチ測定を行った。その結果は、量子相転移領域においてべき関数になることを明らかにした。SU(2)超伝導体はU(1)超伝導体では形成されないテクスチャー構造を持つトポロジカル欠陥が期待され初期宇宙の相転移の臨界指数を決定できる可能性がある。この結果を25th international conference on Low Temperature Physicsにて発表した。また一方で、ミリスケールのSr2RuO4はカイラルドメイン構造を持つと考えられるのでシングルドメインサイズの特性を知ることが重要となる。したがって我々はマイクロスケールのSr2RuO4を作成・分析を行い、このサンプルに対して電子ビームリソグラフィを用いて金電極を取り付けた。極低温(〜0.1K)にて電流-電圧特性を測定した。その結果は、バイアス電流に対して偶関数の新奇な電圧の発生を発見した(すなわちV(+I)=V(-I))。これは、パリティが破れている電流-電圧特性であることを意味する。この測定結果を論文にまとめSolid State Communicationsに投稿中であり、より発展したデータを掲載した論文を投稿準備中である。またサンプル電極作製に関する技術的な内容をJournal of Vacuum Science and Technology Bに投稿中である。2008年8月には、ウプサラ大学にてProf.A.J.Niemi,Prof.E.Babaevと、またヘルシンキ工科大学にてProf.G.E.Volovik,Prof.P.Hakonenとそれぞれ実験結果について議論を行った。
    文部科学省, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 06J54012