2021 Fiscal Year Annual Research Report
2D Material Based Josephson Devices and Their Properties
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18H03858
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Chen Yong 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (30806732)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井土 宏 東北大学, 材料科学高等研究所, 助教 (20784507)
熊谷 明哉 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (50568433)
谷垣 勝己 東北大学, 材料科学高等研究所, 名誉教授 (60305612)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 低温物性 / 超伝導材料・素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究提案では、二次元材料の理想構造を利用した原子層ジョセフソン素子などの新規素子構造の構築とその特異な物性評価を目標としている。今年度は、原子層素子やデバイスを創成し、その物性評価を行った。例えば、h-BNをトンネル障壁として利用したジョセフソン接合の作製とその低臨界電流ノイズの観測に成功し、その他にも磁性を持つ２次元物質の角度制御したヘテロ構造を作製とその磁性の観察、異方性の頑健性を考慮したスピン液体物質におけるスピン輸送の計測、ファンデルワールス物質における核スピン偏極とその制御、2次元反強磁性体ヘテロ構造における界面強磁性の創発などの研究成果をえることができた。特に、h-BNを利用したジョセフソン素子の臨界電流ノイズは、これまで研究されてきた酸化アルミニウムを用いたジョセフソン接合よりも少なくとも 4 倍低くなっていることが分かり、h-BNが高品質ジョセフソン接合および量子ビット応用のための新しいトンネル障壁として応用が期待されることを示した。また、これらのデバイス作製技術を応用し、DyScO3単結晶上にSr1-xLaxCuO2エピタキシャル薄膜を作製とその低温磁気抵抗の観測にも成功している。更に、他分野への応用として開始した電気化学顕微鏡などによるヘテロ構造内におけるイオンが介在した水素発生反応や二酸化炭素還元反応などの計測にも成功し、二次元材料の理想的な構造とその物性評価が可能となった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Electrically tunable moire magnetism in twisted double bilayer antiferromagnets2022
Author(s)
Guanghui Cheng, Mohammad Mushfiqur Rahman, Andres Llacsahuanga Allcca, Avinash Rustagi, Xingtao Liu, Lina Liu, Lei Fu, Yanglin Zhu, Zhiqiang Mao, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Pramey Upadhyaya, Yong P. Chen
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Journal Title
arXiv
Volume: -
Pages: 1-24
DOI
Int'l Joint Research
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[Journal Article] Nuclear spin polarization and control in a van der Waals material2022
Author(s)
Xingyu Gao, Sumukh Vaidya, Kejun Li, Peng Ju, Boyang Jiang, Zhujing Xu, Andres E. Llacsahuanga Allcca, Kunhong Shen, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Sunil A. Bhave, Yong P. Chen, Yuan Ping, Tongcang Li
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Journal Title
arXiv
Volume: -
Pages: 1-7
DOI
Int'l Joint Research
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[Journal Article] Emergence of electric-field-tunable interfacial ferromagnetism in 2D antiferromagnet heterostructures2022
Author(s)
Guanghui Cheng, Mohammad Mushfiqur Rahman, Zhiping He, Andres Llacsahuanga Allcca, Avinash Rustagi, Kirstine Aggerbeck Stampe, Yanglin Zhu, Shaohua Yan, Shangjie Tian, Zhiqiang Mao, Hechang Lei, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Pramey Upadhyaya, Yong P. Chen
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Journal Title
arXiv
Volume: -
Pages: 1-14
DOI
Int'l Joint Research
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