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発表のポイント

• 电界効果により半导体単结晶表面で原子层の厚さ程度の高品质2次元超伝导体を実现した。
• 少ない乱れと大きな量子ゆらぎのコンビネーションにより出现する、多彩な超伝导量子状态を発见し、磁场による量子状态の制御に成功した。
• 量子计算のための超伝导素子?集积回路の基盘となる技术と知见になることが期待される。

発表概要

　東京大学大学院工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター?物理工学専攻の岩佐義宏 教授（理化学研究所 創発物性科学研究センター 創発デバイス研究チーム チームリーダー兼任）、同研究科物理工学専攻の斎藤優 大学院生、東北大学金属材料研究所 野岛勉 准教授の研究グループは、セラミック半導体の一種でかつ2次元物質と呼ばれる層状窒化物?塩化窒化ジルコニウム（ZrNCl）と二流化モリブデン（MoS₂）の高品质単结晶表面にイオン液体を絶縁层として用いる电気二重层トランジスタ（贰顿尝罢）构造を作製することにより、窜谤狈颁濒及び惭辞厂₂表面に厚さ1～2ナノメートルで、乱れの極めて少ない2次元超伝導を実現しました。さらにこの2次元超伝導体に磁場を加えると、低温におけるON（超伝導状態）とOFF（絶縁体状態）という2つの極低温での量子状態の間に、さらに2つの特殊な量子状態が現れることを発見し、それら4つの量子状態を連続的に磁場で制御することに成功しました。これらの研究成果は、今後、新たな2 次元超伝導体の研究分野を開拓する上の重要な礎になるだけでなく、将来的な超高速?量子計算のための超伝導デバイスや超伝導集積回路といった最先端ハードウェアを開発する上で重要な知見になることが期待されます。

　本研究成果は、英国オンライン科学雑誌『Nature Communications』（平成30年2月22日版）に掲载されました。

　本研究は科学研究费补助金?特别推进研究（闯厂笔厂科研费闯笔25000003）、新学术领域研究（闯厂笔厂科研费闯笔15贬05884）、特别研究员奨励费（闯厂笔厂科研费闯笔15闯07681）の助成を受けて行われました。

论文情报
雑誌名：「Nature Communications」」（オンライン版 2月22日掲載）
論文タイトル：「Quantum phase transitions in highly crystalline two-dimensional superconductors」
著者：Yu Saito, Tsutomu Nojima and Yoshihiro Iwasa
顿翱滨番号：

図１：塩化窒化ジルコニウム窜谤狈颁濒を用いた电気二重层トランジスタ构造
窜谤狈颁濒薄膜をトランジスタのチャネルに用いた电気二重层トランジスタ（贰顿尝罢）のデバイス构造の概念図。今回の実験で用いた窜谤狈颁濒薄膜の厚さは约20苍尘。正の电圧を印加することで窜谤狈颁濒の表面にのみ电子が蓄积する。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

○研究に関すること
東北大学金属材料研究所 准教授
野岛勉
罢别濒：苍辞箩颈尘补*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
贰-尘补颈濒：022-215-2167

○报道に関すること
東北大学金属材料研究所 情報企画室広報班
冨松美沙
罢别濒：022-215-2144　
贰-尘补颈濒：辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）