| 研究課題/領域番号 |
16K04933
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
重田 出 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (30370050)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | スピントロニクス / ハーフメタル / ホイスラー合金 / 超伝導 / アンドレーエフ反射 / ジョセフソン効果 / 超伝導ゆらぎ / スピンエレクトロニクス / 超伝導材料・素子 / 低温物性 |
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| 研究成果の概要 |
超伝導体NbNとハーフメタルホイスラー合金Co2Fe0.4Mn0.6Si（CFMS）の積層膜を成膜し，その磁場中輸送特性を評価することで，ハーフメタル型ジョセフソン素子の作製条件と素子構造の最適化に必要な物理パラメータを導出した。ハーフメタル層を挿入した場合，コヒーレンス長や拡散係数は増加したが，超伝導転移温度や臨界磁場は減少した。得られた結果に基づいて，NbN/CFMS/NbN構造のジョセフソン素子の作製と特性評価に取り組んだ。
加えて，本質的なスピン分極率を決定できるエピタキシャル接合アンドレーエフ反射（ECAR）分光法を考案し，ホイスラー合金Co2FeSiのスピン分極率の決定にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ハーフメタルを電極材料としたスピントロニクス素子は，既存のエレクトロニクス素子の性能を凌ぐ次世代デバイスとして期待されている。また，超伝導デジタル回路の半導体回路に対する優位性は，ジョセフソン素子の高速性・低消費電力性と共に，無損失性という超伝導体本来の基本的な特性に基づくものである。
我々は，ハーフメタルと超伝導体を融合した系に注目して，ハーフメタル型ジョセフソン素子を創製するために，作製条件や構造を最適化した素子を作製し，その特性の評価に取り組んだ。得られた成果は，基礎研究ばかりでなく，超伝導磁気メモリへの応用など，新奇の超伝導スピントロニクス素子を創出するという意味においても重要である。
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