Challenge for detection of cooper-pair pure spin current
| Project/Area Number |
20K20443
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| Project/Area Number (Other) |
19H05522 (2019)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2020)
Single-year Grants (2019) |
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| Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
白石 誠司 京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 超伝導 / スピントロニクス / スピン偏極 / クーパー対 / トポロジカル超伝導 / カイラル / 原子膜 / スピン構造 / スピン計測 / スピン流 / トポロジー / トポロジカル / 純スピン流 |
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| Outline of Research at the Start |
トポロジカル超伝導体や遷移金属ダイカルコゲナイド超伝導体では、スピン軌道相互作用由来のスピンと運動量のロッキングによってクーパー対が自動的に純スピン流になることが申請者の考察から予想される。本提案では従来の物性物理において未発見のこのクーパー対純スピン流の計測に挑戦する。計測には代表者が得意とする電気的なスピン流計測手法を用い、材料としてはトポロジカル超伝導であると期待される原子膜遷移金属ダイカルコゲナイドを用いる。超伝導の実現を嚆矢として、そこにおけるクーパー対がもつスピン構造を上記計測手法で明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導状態で現れるクーパー対がスピン偏極を持てるか否か、は長年の重要な問題である。準粒子励起であるボゴリューボフ準粒子は純スピン流から転写されたスピン偏極情報を担い、しかもある程度の長距離のスピン輸送が実現できることが実証されているだけに、将来的なp波超伝導、さらにその向こうに存在するトポロジカル超伝導及びマヨラナ励起の観測を視野に入れて、研究を加速する必要がある。
本提案ではp波超伝導をホストしうる対称性の破れた超伝導体を対象として、電気化学ポテンシャルを計測する電気的スピン偏極測定技術をキー技術として研究を推進した。対象とする超伝導物質は層状の鉄系超伝導体(FeTeSe)として、比較対象としては通常のBCS系超伝導体であるNbを用いて研究を推進した。FeTeSeの上部臨界磁場を計測し、そのスピン構造が低次元系の超伝導体のそれを説明できることを実証し、さらに超伝導体ではないがトポロジカルに、かつ系の対称性の破れゆえにスピン偏極の出る層状ワイル半金属におけるスピン計測にも室温まで成功した。これらの成果をベースにFeTeSeのスピン偏極計測に挑戦し、p波性に由来すると期待できるスピン信号の萌芽を得た。
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Report
(5 results)
Research Products
(10 results)
