2012 Fiscal Year Annual Research Report
対称性の破れた磁性体・超伝導体ナノ接合系における量子輸送理論
Publicly Offered Research
| Project Area | Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries |
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| Project/Area Number |
23103520
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
川畑 史郎 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (30356852)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 超伝導接合 / スピントロニクス / 近接効果 / スピンフィルター / 奇周波数ペアリング / 準古典グリーン関数法 / 電子冷却 / 磁性半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、対称性の破れた微小超伝導接合を舞台としてトポロジカルに非自明な量子状態の実現を目指した研究が盛んに行われている。 本研究では、時間反転対称性の破れた磁性体/超伝導接合に現れる異常な量子輸送現象の理論構築とその応用を目指して研究を進めてきた。具体的には以下のテーマに関して研究を行った。[1]「超伝導体/磁性体接合における奇周波数クーパー対とその検証法の提唱」磁化が非一様な磁性体と超伝導体を接合した系においては、磁性体中にスピントリプレット奇周波数クーパー対が誘起されることが理論的に予言されている。本研究では、磁性体中の準粒子状態密度に表れるゼロエネルギーピークを観測することによって、奇周波数クーパー対の存在を実験的に検出できることを準古典グリーン関数法を用いて示した。[2]「磁性半導体・超伝導接合を用いた電子冷却器」量子デバイスや検出器を冷却する技術として金属/絶縁体/超伝導体接合(NIS)冷却に関する研究が注目を集めている。しかしながら超伝導金属界面におけるアンドレーフ反射のために冷却効率が期待したほど増大しないという深刻な問題があり、それが実用化のための大きな障害となっていた。そこで、絶縁体の代わりに磁性半導体スピンフィルターを用いることによって、アンドレーフ反射が抑制され、通常のNIS冷却器の理論限界を大幅に上回る冷却性能が引き出せることを示した。今後は実験グループとの共同研究を進めていく予定である。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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