| Project/Area Number |
20K22487
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0402:Nano/micro science, applied condensed matter physics, applied physics and engineering, and related fields
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
FUJITA Yuichi 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, ICYS研究員 (40874459)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ホイスラー合金 / ハーフメタル / 巨大磁気抵抗効果 / 超伝導薄膜 / 超伝導 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，自然科学，医療，産業，安全保障など幾多の分野において大規模計算の需要が高まっており，その技術開発が強く望まれている．本研究では，次世代大規模計算機のハードウェア技術として期待される超伝導デジタル回路素子や超伝導量子ビットの動作の核となる超伝導体の巨視的波動関数の位相シフトの安定的な誘起を実現するため，ハーフメタル型Co系ホイスラー合金層を中間層に含むジョセフソン接合素子を実現し，ロバストなスピン三重項超伝導を介した位相シフトの実証を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
Ferromagnetic Josephson junction (FJJ) has attracted great attention because it can improve performance of superconducting classical/quantum circuits. In this project, to realize FJJs with robust and uniform device properties, I have focused on the long-range spin-triplet supercurrent. I found that the half-metallic Co-based Heusler alloys may be promising ferromagnetic materials for highly efficient generation and propagation of spin-triplet supercurrent in FJJs. Further, I developed a controlled fabrication process to form superconducting platform for realization of high-quality FJJs.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では，安定かつ均一に機能する新規強磁性ジョセフソン接合(JJ)に適した強磁性材料としてCo系ホイスラー合金が有望である可能性を見出し，また強磁性JJの高品位形成のための超伝導プラットフォームの形成プロセスを開発した．これらは，強磁性JJ以外の超伝導回路素子やスピントロニクス素子などの次世代エレクトロニクス技術の研究開発や，強磁性体・超伝導体薄膜の物性研究にも重要な知見をもたらす，学術的かつ社会的に意義が深い研究成果である．
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