超伝導体内部に侵入した水素が引き起こす量子現象の観測

Quantum phenomena induced by hydrogen trapped in superconductor


河江 達也, 太 子周, 芳賀 雄仁, 宮川 一慶, 志賀 雅亘 (九大)


Abstract:水素は質量が最も小さいためへリウムと並んで量子性が強い。そのため金属内に侵入した水素は、離散的エネルギー準位の形成やトンネル拡散などの量子的振る舞いを示す。一方、母金属が超伝導転移するとフェルミ面に超伝導ギャップが出現するため、水素が周囲の電子系より受ける相互作用は大きく変化する 。これにより超伝導中の水素が示す離散的エネルギー準位やトンネル効果などの量子的振る舞いも、常伝導状態から大きく変化することが予想される。しかし、超伝導転移後の水素の量子的振る舞いは全く研究されていなかった。我々は、ブレークジャンクション(MCBJ)法で作製した点接合型超伝導-常伝導-超伝導ジョセフソン接合(SNS-JJ)に水素を捕捉させたときの電子状態変化を調べてきた。その成果について報告する。