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January 04, 2014

トポロジカル超伝導

情報学研究所のHPを閲覧していたらトポロジカル超伝導体というのものが目に入りました。

大阪大学 安藤研究室

トポロジカル超伝導体候補物質CuxBi2Se3の解明を推進

固体には、金属、絶縁体、半導体、超伝導体といった状態が存在しますが、ここ数年、「トポロジカル絶縁体」と呼ばれる従来の物質の状態とは全く異なる新しい状態が存在することが発見され、大きな話題になっています。このトポロジカル絶縁体物質は、内部(バルク)は電流を流さない絶縁体状態であるのに対して、その表面に特殊な金属状態が現われます。この表面における電子は、従来の物質中の電子よりも格段に動きやすい上に不純物に邪魔されにくいという性質を持っており、これを利用した次世代の超低消費電力デバイスや超高速の量子コンピューターへの応用へ向けた研究が現在世界中で急ピッチに進められています。しかし、これまでに知られているトポロジカル絶縁体物質はバンドギャップが比較的小さいため、その優れた特性が熱によって壊れやすいという欠点を持っていました。そのため、室温で安定して動作する新型デバイスを開発するためには、熱に強い新型のトポロジカル絶縁体を発見することが不可欠と考えられてきました。安藤研究室では、東北大物理の高橋研究室と共同で、「トポロジカル絶縁体」の中で最も大きいバンドギャップを持つTlBiSe2という新物質を発見しました。この成果は、これまでごく限られた物質でしか見出されなかったトポロジカル絶縁体が、より多くの物質で発見される可能性を明確に示したものであり、また、室温で動作するデバイスへの実用に道を拓くものです。

Tprogical_image002


初めて聞きましたが、やはり最近の研究のようですね。
特許も出てますが、研究論文に基づいているようですね。

【公開番号】特開2013-247267
【公開日】平成25年12月9日
【発明の名称】縁マヨラナフェルミ粒子を使用したトポロジカル量子計算用デバイスユニット、及びその操作方法、並びにトポロジカル量子計算用デバイス、及びその操作方法
【出願人】独立行政法人物質・材料研究機構
【発明者】古月 暁
【発明者】梁 奇峰
【発明者】王 志
【要約】
【課題】マヨラナフェルミ粒子(Majorana fermion、MF)を使用したトポロジカル量子計算用の実現可能なデバイス構造を与えること。
【解決手段】図中のaに示すように、縁MFが存在することができる領域を四つの小領域に分け、中心となる一つの小領域が他の3つの小領域とそれぞれくびれ部を介して結合されている構造がこのデバイスの単位構造である。くびれ部分には可変の電圧が印加できるようになっていて、この電圧制御により、小領域間でのくびれ部分を介した縁MFの移送をオン、オフできる。これにより、小領域上の対の縁MFを交換することができる。この単位構造を、同じくびれ部分を介して直接に接続することで、より大規模なデバイスを構成することができる。

2013247267

実際に量子コンピュータに応用されるようですね。
本文を読んでみないとわかりませんが。


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