極薄超伝導体に表面弾性波を印加することによって抵抗が負になる現象を発見し、Science Advancesに論文を出版しました（論文、プレスリリース）。
我々は超伝導体NbSe2原子層薄膜を圧電基板LiNbO3に転写し、素子を作製しました。さらに、基板上に準備した櫛型（くしがた）電極に高周波電場をかけることによって、格子の歪みに起因した表面弾性波と呼ばれる GHz 帯域の波を、原子層超伝導体に照射しました。その結果、超伝導転移温度以下で、低温になるにつれて、また表面弾性波のパワーを強くするにつれて負抵抗の大きさが増大することを発見しました（下図）。この負の抵抗状態は、電流がゼロ（ゼロバイアス）の付近で実現し、抵抗の値自体が負になる現象です。半導体でも負性抵抗は実現しますが、半導体で観測される負性抵抗は、電圧と電流の微分値が負になるものの、抵抗の絶対値自体は負にはなりません。
観測された負抵抗の温度依存性。温度の低下とともに、また、表面弾性波のパワーを増すとともに、負抵抗の大きさが増大する。
このような研究は、周期的な外場を駆動することで、所望の量子状態を実現できるフロッケ・エンジニアリングへの適用や、新しい超伝導デバイスへの展開が期待されます。
本研究は、大阪大学大学院理学研究科物理学専攻の新見康洋准教授らが、同研究科宇宙地球科学専攻の青山和司助教、東京大学の福山寛名誉教授、小林研介教授と共同で行ったものです。