2020 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。特に、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。前年度までの研究において、障壁層にNiを配置した場合でも、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という興味深い結果が得られていた。
本年度はPb/Sb/Ni/Sb/Pb積層構造中のNi層（0.4nm）の強磁性の検証を目的として、異常Hall効果や磁気抵抗のヒステリシスの測定から研究を開始したが、Ni層のスピン偏極を決定づける証拠を得ることはできなかった。他グループの研究において、我々のNi層よりも薄い超薄膜で強磁性状態が観測されているが、一つの原因として基板の違いが考えられる。
次に、磁性層を他の元素に置き換えた試料の作製に着手した。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Cr, Mn, Feのいずれかを堆積させた場合には、少量の堆積でPbの超伝導が壊れた。Pbに磁性体を直接乗せた場合のTcの減少率は、Kondo温度が低いほど大きく、Mn>Cr>Fe>Co>Niとなると予想されるが、Sb層のピンホールのせいでPb上に直接乗った磁性体が影響したものと思われる。一方、Coを用いて、Pb/Sb/Co/Sb/Pbb積層構造を作製した場合に、Co層がない場合よりも超伝導層間の結合が弱められていることを示唆する結果が得られた。
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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
強磁性体層に用いる磁性元素として適切なものをほぼ絞り込むことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、Coの量を系統的に変えた測定を行った後、CoNiの合金についても系統的に調べる。
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