【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.14】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NU0024

利用課題名 / Title

微小トンネル接合の作製およびナノ物質成長制御

利用した実施機関 / Support Institute

名古屋大学 / Nagoya Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction,超伝導/ Superconductivity,トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,電子分光/ Electron spectroscopy

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

柏谷 聡

所属名 / Affiliation

名古屋大学　大学院工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

柏谷聡,谷口晴香,勅使河原充洋,大野誠

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

樋口公孝

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NU-105：バイオ/無機材料用高速FIB-SEMシステム

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

一部の超伝導体は時間反転対称性を破ることが期待されており、その測定には局所帯磁率の測定が可能な微小SQUIDを用いるが、SQUIDの形状と位置に合わせた微小結晶の作製と固定が必要である。本研究では、超高圧電子顕微鏡施設のFIB装置を用い、この技術を確立するに至った。

実験 / Experimental

NbSe₂やV等の単結晶超伝導体をFIB装置（FB-2100やETHOS NX5000）を用いて、10mm*10mm*1mm程度のサイズに加工した。その上でその微小結晶をFIBプローブを用いてピックアップし、別途超伝導プロセスにより作製した微小SQUIDのピックアップコイルの上に、最適カップルの状態になるようサブミクロンの精度で設置した。

結果と考察 / Results and Discussion

SQUID の臨界電流I₀ は、磁場印加コイルに流した電流I_coilすなわち印加磁場に対して、周期的な応答を示した。SQUID に集積化したNbSe2 試料の有無により、その周期が変化したことから、NbSe2 のマイスナー効果を観測できていることがわかった。これらのことから本SQUID 素子において微小結晶の磁化測定が実現できたことが示された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・FIB装置の利用にあたっては、超高圧電子顕微鏡施設の樋口公孝氏にご指導いただきました。・微小SQUID 素子はオリジナルのデザインであり、産総研超伝導量子回路試作施設（Qufab）と共同開発しました。 ・本研究は科研費の基盤B（24K00556）、基盤A（21H04652）、若手研究（21K13854）の支援を受けています。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 「非従来型超伝導体の自発磁場の検出に向けたSQUID測定系の構築」、勅使河原充洋, 大野誠, 山森弘毅, 馬渡康徳, 矢野力三, 柏谷聡、日本物理学会2024年年次大会, 18aPS-31, 2024年9月18日。

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件