課題演習 B3 3回生向けの半期の演習実験です。固体電子の量子力学的振る舞いを学ぶことを目的としており、その最も顕著な例として、量子現象がマクロなスケールで現れる超伝導について学びます。特に、量子力学の顕著な特徴であるトンネル効果や、超伝導の重要な概念であるエネルギーギャップと準粒子励起について理解すること行います。これらは先端の非従来型超伝導の研究においても重要な概念であり、この先の卒業研究や大学院での研究において強相関電子系における非従来型超伝導をしてみたい学生の方にも研究の一端を味わってもらう良い窓口になることと思います。

輪講
週2-3時間の輪講形式の演習を通して、
-- 超伝導現象の基礎
-- Ginzburg-Landau現象論
-- 微視的BCS理論
について取りあげ、学びます。

実験
演習の後半では実際に先端の実験装置や極低温での物性測定を体験します。下記は過去の実習例です。

平成25年度: 錫玉を用いたジョセフソン接合作製とマイクロ波照射によるシャピロステップの観測 B3_Sn.jpg B3_Shapiro.jpg

平成26年度: 電子ビームを用いた超伝導薄膜接合素子の作製とトンネルスペクトル測定による超伝導エネルギーギャップの直接観測

クリーンルームでの先端実験装置を用いた超伝導接合素子作製の実習の様子です。作製した接合素子については、3He冷凍機を用いた絶対温度 300 mKまでの温度域においてトンネルスペクトル測定を行い、またデータ解析や英語原著文献の読解を通じて、超伝導エネルギーギャップが形成される様子を調べ理解します。

center


これらの実習を通じて凝縮系物理に関する"研究の一端"を体験していただくとともに、より最先端の研究や実験手法について紹介をします。