[Vol. 96] 超伝導体中の量子渦が原子ステップに沿って移動する現象を発見

2026年09月24日

ナノアーキテクトニクス材料研究センター（MANA）の研究者らは、原子１個分の高さしかないステップ構造が超伝導量子渦（ボルテックス）を一方向に導く現象を発見しました。

超伝導体中に発生する量子渦（ボルテックス）は、試料の電気抵抗や熱伝導に大きな影響を与えます。このため、その運動を制御することは、超伝導材料やデバイスの開発において非常に重要です。

ナノアーキテクトニクス材料研究センター（MANA）の内橋 隆 副センター長らは、原子層厚さの超伝導体に規則的に原子１個分の高さのステップ構造を配列させ、電流を流しながらボルテックスの動きを調べました。その結果、ボルテックスは原子ステップを横切るよりも、そのステップに沿って移動する方が1,000倍以上動きやすく、この効果は温度や磁場によって制御できることがわかりました。これは、原子スケールのステップ構造がボルテックスを一方向に導くレールとして機能することを示しています。

この研究成果は、2026年7月30日に米国物理学会発行のPhysical Review Bに掲載されました。

References

Journal	Physical Review B
Title	Anisotropic transport of Josephson vortices in atomic-layer superconductors on vicinal surfaces
Authors	Wenxuan Qian1,2, Yash Chauhan3,4, Ryohei Nemoto1,5, Keisuke Sagisaka1, Shunsuke Yoshizawa1, Takashi Uchihashi1,2
Affiliations	Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) National Institute for Materials Science(NIMS), 1-1 Namiki Tsukuba, Ibaraki 305-0044 JAPAN Graduate School of Science, Hokkaido University, Kita-10 Nishi-8, Kita-ku, Sapporo 060-0810, Japan School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research, Jatni 752050, India Homi Bhabha National Institute, Training School Complex, Anushaktinagar, Mumbai 400094, India Department of Physics, School of Science, Institute of Science Tokyo, 2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8551, Japan
DOI	10.1103/b2j3-xj19

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