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強磁性薄膜の交換相互作用に対する電界効果

研究課題

研究課題/領域番号 17J07326
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性Ⅱ(実験)
研究機関京都大学

研究代表者

安藤 冬希  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード超伝導 / 人工格子 / 臨界電流 / 非相反性 / 電界効果 / 交換相互作用 / 強磁性遷移金属 / キュリー温度
研究実績の概要

昨年度に磁性の電界効果を利用した磁区のパターニングの結果を論文投稿すると同時に、空間反転対称性の破れた超伝導人工格子[Nb/V/Ta]を作製したという成果もJournal of the Magnetics Society of Japan誌にて発表した。本年度は、その[Nb/V/Ta]人工格子における臨界磁場と臨界電流の調査を行った。特に臨界電流については、印加電流の符号によって臨界電流が異なるという新奇な非相反現象を観測したため、以下に詳細を述べる。
物質中に空間反転対称性の破れが存在するとき、非相反的な電荷輸送現象が生じることが知られている。近年、対称性の低い層状物質において、非相反性の起源となる非線形抵抗が超伝導の揺らぎ領域で常伝導状態に比べて桁外れに増大することが明らかとなり、大きな注目を集めている。そこで、申請者は昨年度作製した空間反転対称性の破れたNb/V/Ta超伝導人工格子において、その超伝導-常伝導転移付近における非相反性を調べるために輸送測定を行った。DCスパッタ法によって[Nb/V/Ta]人工格子の試料を成膜した。得られた薄膜を細線上に加工して4端子測定を行った結果、薄膜面内方向に磁場を印加することにより、Nb/V/Ta人工格子が電流方向に応じて非相反的なR-I曲線を示すことが明らかとなった。これは、超伝導体における臨界電流の非相反性を観測した初めての例である。この現象を利用することによって超伝導ダイオード効果を実証した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Noncentrosymmetric Nb/V/Ta Superlattice and its Superconductivity2019

    • 著者名/発表者名
      F. Ando, D. Kan, Y. Shiota, T. Moriyama, Y. Shimakawa, T. Ono
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 43 ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microscopic origin of electric-field-induced modulation of Curie temperature in cobalt2018

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki、Yamada Kihiro T.、Koyama Tomohiro、Ishibashi Mio、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 号: 7 ページ: 073002-073002

    • DOI

      10.7567/apex.11.073002

    • NAID

      210000136281

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic domain writing defined by electrical gating in Pt/Co film2018

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki、Ishibashi Mio、Koyama Tomohiro、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 25 ページ: 252402-252402

    • DOI

      10.1063/1.5078553

    • NAID

      130007736749

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Rashba超伝導体の非相反臨界電流2020

    • 著者名/発表者名
      安藤 冬希
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of noncentrosymmetric Nb/V/Ta superlattice and its superconductivity2019

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki
    • 学会等名
      64th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反転対称性の破れたNb/V/Ta人工格子の作製とその超伝導2019

    • 著者名/発表者名
      F. Ando, D. Kan, Y. Shiota, T. Moriyama, Y. Shimakawa, T. Ono
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic domain writing defined by electrical gating in Pt/Co film2018

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki、Ishibashi Mio、Koyama Tomohiro、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic domain writing defined by electrical gating in Pt/Co film2018

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki、Ishibashi Mio、Koyama Tomohiro、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • 学会等名
      23rd International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電極形状を利用したPt/Co薄膜における磁区の電界書き込み2018

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki、Ishibashi Mio、Koyama Tomohiro、Shiota Yoichi、Moriyama Takahiro、Chiba Daichi、Ono Teruo
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pt/Co薄膜におけるキュリー温度の電界変調の微視的起源2018

    • 著者名/発表者名
      安藤冬希
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Electric field effect on exchange interaction in ultrathin Pt/Co film2017

    • 著者名/発表者名
      Ando Fuyuki
    • 学会等名
      62nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pt/Co薄膜における交換相互作用の電界制御2017

    • 著者名/発表者名
      安藤冬希
    • 学会等名
      第78回応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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