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強磁性体/超伝導体接合におけるスピントロニクス

Publicly Offered Research

Project AreaTopological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries
Project/Area Number 25103709
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

横山 毅人  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (30578216)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords近接効果 / 超伝導
Outline of Annual Research Achievements

近年の強磁性体/超伝導体接合の実験的技術の進歩に伴い、磁性と超伝導が共存する系の研究が飛躍的に進んだ。従来、磁性と超伝導は単に競合するだけととらえられていたが、様々な非自明な現象が予言され、また実験的検証も進んでいる。本研究では強磁性体/超伝導体接合においてスピントロニクスという観点から研究を行った。
申請者は強磁性体/超伝導体接合において強磁性体の磁化が空間的に不均一な場合に、位相の空間勾配を強磁性体に与えた時に生成する超伝導電流の非対角成分を調べた。摂動的な計算により超伝導電流の非対角成分の解析的な表式を得た。印加した位相の空間勾配に垂直な方向に磁化構造に起因した横超伝導電流が流れることが分かった。
また、近年磁気スカーミオンと呼ばれる、磁化の方向が球面を覆い尽くすように(すべての方向を向き)空間的に変化する磁性体が発見され注目を集めている。申請者は磁気スカーミオンを超伝導体で挟んだ系のジョセフソン電流を調べた。磁気スカーミオンの半径、位置、カイラリティにジョセフソン電流が大きく依存することが分かった。特に半径、位置、カイラリティを変化されることにより、ジョセフソン電流の符号が反転する0-π転移が誘起されることが分かった。これは0-π転移の新しいメカニズムである。磁気スカーミオンの半径、位置、カイラリティは実験的に制御可能なことが示されており、申請者の成果によって磁気スカーミオンを用いた超伝導スピントロ二クスの今後の発展が期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2014 2013

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Anomalous interference in Aharonov-Bohm rings with two Majorana bound states2014

    • Author(s)
      Akiko Ueda and Takehito Yokoyama
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 90 Issue: 8 Pages: 081405-081405

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.081405

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spin and valley transports in junctions of Dirac fermions2014

    • Author(s)
      Takehito Yokoyama
    • Journal Title

      New Journal of Physics

      Volume: 16 Issue: 8 Pages: 085005-085005

    • DOI

      10.1088/1367-2630/16/8/085005

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Conductance and Fano factor in normal/ferromagnetic/normal bilayer graphene junction2014

    • Author(s)
      Z. Rashidian, F. M. Mojarabian, P. Bayati, G. Rashedi, A. Ueda and T. Yokoyama
    • Journal Title

      Journal of Physics: Condensed Matter

      Volume: 26 Issue: 25 Pages: 255302-255302

    • DOI

      10.1088/0953-8984/26/25/255302

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Superconducting proximity effect in silicene: Spin-valley-polarized Andreev reflection, nonlocal transport, and supercurrent2014

    • Author(s)
      J. Linder and T. Yokoyama
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 89 Issue: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.020504

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant magnetoresistance in the junction of two ferromagnets on the surface of diffusive to Dological insulators2014

    • Author(s)
      Katsuhisa Taguchi, Takehito Yokoyama, and Yukio Tanaka
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 89 Issue: 8 Pages: 85407-85412

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.085407

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controllable valley and spin transport in ferromagnetic silicene junctions2013

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 87 Issue: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.241409

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin diffusion and magnetoresistance in ferromagnet/topological-insulator junctions2013

    • Author(s)
      T. Yokoyama and Y. Tserkovnyak
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 89 Issue: 3

    • DOI

      10.1103/physrevb.89.035408

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Spintronics with topological insulators2014

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Organizer
      Topological Aspects of Quantum Matter
    • Place of Presentation
      Hsinchu, Taiwan
    • Year and Date
      2014-12-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Odd-frequency pairing in F/S junction2014

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spin and valley transports in Dirac systems: graphene, topological insulators, and silicene2013

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Organizer
      9th International Workshop on Nanomagnetism and Superconductivity at the Nanoscale (Coma-ruga 2013)
    • Place of Presentation
      Coma-ruga, Spain
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Odd frequency pairing in superconducting junctions2013

    • Author(s)
      T. Yokoyama
    • Organizer
      International Workshop for Young Researchers on Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 強磁性体/トポロジカル絶縁体接合におけるスピン拡散2013

    • Author(s)
      横山毅人
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 強磁性シリセン接合におけるバレー・スピン輸送2013

    • Author(s)
      横山毅人
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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