2019 Fiscal Year Annual Research Report
磁性体との相互作用を用いた単原子層ラシュバ型超伝導体に対する研究
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19H01849
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡本 徹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60245371)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ラシュバ効果 / 超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Pbなどの超薄膜において、Rashba相互作用がもたらす新奇な２次元超伝導相が実現されていることを検証するための有力な方法の一つとして、近接させた磁性体の影響を調べることが考えられる。本年度より、中央にスピンフィルターとなる強磁性体層を配置した障壁を介してトンネル結合させたPb超薄膜の２層構造試料を用いる研究に着手した。この試料を用いることにより、スピン三重項成分からの寄与を選択的に取り出すことが期待できる。
障壁層にNiを配置した場合に興味深い結果が得られた。まず、Pb超薄膜の上にSbのスペーサー層（1nm）を堆積させたのちにNiを蒸着すると、超伝導転移温度が大きく下がる。Niの磁性の影響が、スペーサー層越しにPbの超伝導に及んでいることが確かめられた。次に、再びSbのスペーサー層（1nm）を堆積させたのちに、２層目のPb超薄膜の蒸着を行うことにより、Pb/Sb/Ni/Sb/Pb積層構造を作製して、転移温度の平行磁場依存性を測定すると、１層系では見られなかった大きな減少が観測された。平行磁場の２乗に比例した超伝導転移温度の減少は、障壁層に磁性体を含まないPb/Sb(2nm)/Pb積層構造でも観測され、複素ストライプ相に相転移する前の低磁場相であるBCS領域における層間を貫く磁束の効果として理解されているが（R. Masutomi, T. Okamoto, Y. Yanase, to be published in Physical Review B）、今回の実験結果は、中間にNi層があるのにもかかわらず、２枚の超伝導層の間にJosephson結合が存在することを示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
障壁層にNiを配置した場合に興味深い結果が得られた。また、Gdが強磁性体層の材料として有望であることを示唆する結果も得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
障壁層に配置されたにNiの強磁性を、異常Hall効果や磁気抵抗のヒステリシスなどを通じて調べる。
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