理化学研究所（理研）の松尾貞茂研究員らの研究グループは、２つの超伝導体に絶縁体を挟む「ジョセフソン接合」が位相を失わない「コヒーレント結合」した際に形成される「アンドレーエフ分子」の観測とその制御に成功した。アンドレーエフ分子の特性の理解やそれを用いた新奇超伝導現象及び新しい超伝導機能素子の実現につながる成果だ。

ジョセフソン接合は磁気センサーや量子コンピュータにおいて主要な役割を担う。近年、２つのジョセフソン接合が１つの超伝導体を共有した素子構造において、ジョセフソン接合を流れる超伝導電流の非局所制御やそれに伴う超伝導ダイオード効果などの新奇な超伝導現象が実現している。

研究グループは、２つのジョセフソン接合がコヒーレント結合した素子について、接合中の電子状態のエネルギー構造をトンネル分光測定で評価した。その結果、２つの接合内に形成されているアンドレーエフ分子を検出。また位相差によりアンドレーエフ分子のエネルギーを制御できることを実証したとしている。 研究グループは「アンドレーエフ分子の特性を理解し、結合したジョセフソン接合における新奇な超伝導現象の物理を解明するために有用な知見を与える重要な成果だ」と説明している。