後藤准教授が筆頭著者の真空電子デバイスに関する論文がIEEEの雑誌、IEEE Transactions on Electron Devicesに掲載されました。
Y. Gotoh et al., “Development of a Field Emission Image Sensor
Tolerant to Gamma-Ray Irradiation”,
IEEE Transactions on Electron Devices Volume 67, Issue 4,
pp. 1660-1665 (2020).
https://doi.org/10.1109/TED.20
京都大学工学研究科材料化学専攻の田中勝久研究室との共同研究で、希土類酸化物LuFe2O4薄膜に関する論文が英国Royal Society of Chemistryが発行する雑誌CrysEngCommに発表されました。
この中で、当研究室は電気抵抗測定を担当し、電気伝導メカニズムの解明に貢献しました。
a LuFe2O4 has been the most extensively studied among a series of RFe2O4 (R = Sc, Y, In and Dy to Lu) compounds, which possess both dielectric and magnetic orderings originating in equal numbers of Fe2+ and Fe3+ ions in a triangular lattice. We have prepared LuFe2O4 thin films epitaxially grown on a (111)-oriented YSZ (yttria-stabilized zirconia) substrate via a pulsed laser deposition method and found that the resultant thin film comprises a curious self-assembled interface structure. Our structural analysis at an atomic level by using high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray spectrometry reveals that very thin layers of LuFe2O4 lacking Fe–O layers, corresponding to the hexagonal LuFeO3 and Lu2Fe3O7 compositions, are formed at the interface between the c-axis oriented LuFe2O4 thin film and YSZ substrate with a Lu-rich region just on the surface of the substrate. Such an interfacial structure leads to an exchange bias effect peculiarly observed for an interface formed by different types of magnetic materials. The LuFe2O4 thin film itself shows spin glass transition similar to bulk LuFe2O4 with an off-stoichiometric oxygen ratio. Also, a change in electronic transport behavior between Arrhenius-type and variable range hopping schemes has been observed in the temperature dependence of electrical resistivity around the three-dimensional charge ordering temperature.
アメリカ物理学会誌Physical ReviewBに、超伝導転移温度が最も高い構造である三層系銅酸化物高温超伝導体特有の現象に関する弘前大学、物質材料研究機構との共同研究の成果を発表しました。
著者らは銅酸化物高温超伝導体のうち三層系物質に特有の伝導現象を初めて報告した。主な高温超伝導体には、銅と酸素の原子面が1枚、2枚、3枚重なっている一層系、二層系、三層系の物質があり、超伝導転移温度は原子面の数が増えるにしたがって増加することが知られている。これまでの研究では、3種の構造を持つ物質の間で、量的な違いは見られるものの、質的な違いを示すような特有の現象については報告されていなかった。著者らは、三層系銅酸化物単結晶の表面に微小構造を作製して、結晶構造の積層方向の電流電圧特性を測定することで、三枚の銅―酸素原子面のうち、真ん中の銅―酸素原子面が超伝導特性にもたらす特有の役割を指摘した。
発見した現象は、結合する複数の振り子のふるまいで例えることができる。ジョセフソン接合と呼ばれる1対の銅―酸素原子面からなる構造を一つの振り子とすると、超伝導体単結晶は多数の振り子がつながっている状態と考えられる。二層系では、隣接する振り子が強く結合しているが、三層系では結合せず独立に振動していおり、その違いを著者らは見出した。
Asem Elarabi1,a), 米国医師会発行のJAMA Ophtalmology誌（インパクトファクター6.7）に宇宙飛行中の視神経などの異常に関する論文が掲載され、京都大学からプレスリリースを行いました。
This study explores the association of cerebrospinal fluid pressure and brain upward shift with space flight–associated neuroocular syndrome in postflight astronauts.
京都大学プレスリリース「宇宙飛行による眼病発症のメカニズムを解明しました」
集積研で中心となっている研究テーマとはあまり関係ありませんが、視神経および脳の構造を熟知した研究者と物理学のモデル化手法が融合して初めて得られた成果です。
イオン液体を用いた電気二重層トランジスタ構造を用いて、ペロブスカイト型超伝導体BiPbBaO3に電場によりキャリアを誘起させることに成功しました。キャリアの増加により、もともとオーバードープだった表面がよりオーバードープになり、超伝導転移温度は減少する結果になりましたが、電気二重層トランジスタによるキャリアドープが酸化物超伝導体について実現されたのは世界で初めてであり、最適な条件で実験を行うことにより、酸化物高温超伝導体が実現する最高の転移温度を実証する可能性が出てきました。
著者：小森祥央（現ケンブリッジ大学ポスドク研究員）、掛谷一弘
S Komori1 and I Kakeya
Published 27 April 2018 • © 2018 IOP Publishing Ltd
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Doping evolution of the unconventional superconducting properties in BaBiO3-based compounds has yet to be clarified in detail due to the significant change of the oxygen concentration accompanied by the chemical substitution. We suggest that the carrier concentration of an unconventional superconductor, BaPb0.7Bi0.3O3−δ , is controllable without inducing chemical or structural changes using an electric double-layer transistor structure. The critical temperature is found to decrease systematically with increasing carrier concentration.
円偏光テラヘルツ波の発振に関する論文がPhys. Rev. Applied誌から12月29日にオンライン公開されました。
本論文では、高温超伝導体メサ構造から円偏波のテラヘルツ光を放射した成果をまとめています。
特定の方向に偏りのない円偏光は、映画館のRealDと呼ばれる３D映像にも応用されています。
円偏波のテラヘルツ光を移動体間通信に応用することにより、超高密度通信が可能になります。
これまで、円偏波のテラヘルツ光を出すためには、光源を出た電磁波を光学素子を通すことで、円偏光にしていました。本研究では、モノリシック（一枚板）素子から円偏波テラヘルツ光を放射させることに成功し、得られた円偏光度は、既存のモノリシック素子の中で最高の値を示しました。
京都大学のトップページ「研究成果」にも掲載されています。
固有ジョセフソン接合におけるスイッチングダイナミクスに関する論文がSuperconductor Science and Technology誌に掲載されました。
Y. Nomura, R. Okamoto, and I. Kakeya,
“Negative correlation between enhanced crossover temperature and fluctuation-free critical current of the second switch in Bi2Sr2CaCu2O
intrinsic Josephson junction”,
Supercond. Sci. Technol., 30 105001(2017).
We have investigated the switching dynamics of the first and second switches in intrinsic Josephson junctions (IJJs) of Bi2Sr2CaCu2O
with different maximum Josephson current density J c to reveal the doping evolution of interaction between IJJs. For the second switch, the crossover temperature between temperature-independent switching similar to quantum tunneling and thermally activated switching 
is remarkably higher than that for the first switch. Moreover, 
slightly decreases with increasing J c, which violates the conventional relation between the crossover temperature and the critical current density. These features can be explained not by a change in the Josephson coupling energy but by a change in the charging energy of the Josephson junction. We argue that the capacitive coupling model explains the increase in the fluctuation in the quantum regime of the second switch and the anti-correlation between 
and J c. Furthermore, inductive coupling does not contribute to these peculiar phenomena in the switching dynamics of stacked IJJs.
弘前大・東大・東北大との共同研究の成果に関する論文が固体物理の専門誌Phys. Rev. Bに掲載されました。
磁性不純物であるFeをCuに置換して超伝導転移温度を低下させることで、東京大学物性研究所および東北大学金属材料研究所の精密測定可能な磁場で超伝導を破壊することが可能となり、超伝導揺らぎと擬ギャップを分離することに成功しました。
アグネ技術センターから発行されている雑誌「固体物理」2016年9月号に筑波大学の辻本（前集積研学振SPD）と掛谷の共著による解説記事「固有ジョセフソン接合からのコヒーレントな連続テラヘルツ波の発生」が掲載されました。
超伝導の専門家でなくても、固体物理の基礎知識があれば理解できるように、執筆しましたので、是非ご高覧下さい。
なお、同号には、東京大学の岡田氏らにより執筆された鉄ヒ素超伝導体における渦糸フローの解説も掲載されています。こちらも注目です。