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物性物理学：量子ホール領域における一次元近接超伝導
Nature 628, 8009 doi: 10.1038/s41586-024-07271-w
超伝導と量子ホール効果を組み合わせて、ジョセフソン接合における超伝導電極間のクーパー対輸送が一次元エッジ状態に媒介されるようにするという、広範な取り組みがなされてきた。こうした関心は、トポロジカル保護された準粒子を含む新しい物理の発見への期待が動機となっているが、その対象は計測学やデバイス応用にも広がっている。これまでのところ、量子ホール伝導体を通して検出可能な超伝導電流を実現するのは困難であることが示されている。今回我々は、ツイストを最小限にした2層グラフェンにおけるドメイン壁が、量子ホール領域において極めてロバストな近接超伝導を支えることにより、超伝導電極の上部臨界磁場に近い磁場でジョセフソン接合が働くようになることを示す。この臨界電流は、量子化磁場の全範囲にわたって非振動性で実質的に不変であり、その値は、ドメイン壁内に存在する弾道的で厳密に一次元的な電子チャネルの量子コンダクタンスによって制限されることが見いだされた。今回報告するこの系は、量子化磁場でのアンドレーエフ束縛状態を支えることのできる独特な系であり、さらなる研究の興味深い多くの方向性を示している。
