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摘 要：本研究证实，相较于常导状态，侵入超导体内的氢原子核（质子）的隧穿概率会大幅增加，有助于阐明侵入超导体的氢的各种量子特性，而且有望成为实现高性能超导量子器件的重要一步。
关键词：隧穿效应、质子、超导、量子特性、空穴传导
要点
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侵入超导体内的氢原子核（质子）的量子行为几乎未被阐明
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首次观测到约瑟夫森结(※1)内存在的质子的隧穿运动（※2）能够促进空穴的传导现象
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有望阐明量子器件（包括量子计算机）中的噪声源，促进利用质子的量子特性开发新型器件
侵入金属内的氢，即使在热运动冻结的低温环境中，也会通过隧穿运动扩散。众所周知，这会降低基体金属的性能。为此，人们开展了大量研究来阐明氢在金属中的量子行为。特别是，当金属发生超导转变时，其电子态会发生巨大变化，预计氢的量子行为也会随之改变，进而影响超导特性。然而，其细节至今几乎未被阐明。尤其是从微观角度理解这些特性的变化，一直是一个长期存在的挑战。
研究小组在约-269℃的条件下，向铌制的约瑟夫森结中引入氢的同时，详细测量了其电流－电压特性。此外，还测量了预先掺杂微量氢的约瑟夫森结的电流－电压特性的温度依赖性，并将两者进行了比较。结果首次发现，约瑟夫森结在常导区域产生的多重安德烈夫空穴