| 研究課題/領域番号 |
20K05304
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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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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 近畿大学 (2023)
九州大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
大西 紘平 近畿大学, 理工学部, 准教授 (30722293)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | スピン流 / 超伝導 / 準粒子流 / トリプレットクーパー対 / 非局所測定 / スピンバルブ測定 / 面内構造 / スピントロニクス / トリプレット / スピン偏極率 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超伝導体中におけるスピン偏極超伝導電流（超伝導スピン流）は、スピントロニクスの省エネルギー性と量子力学的特性を最大限に引き出すものである。本研究では、Fe/Cr層を用いてトリプレットクーパー対の生成を試みるとともに、スピン信号の測定技術を駆使することにより、超伝導電流におけるスピン偏極率を非局所スピンバルブ測定により決定する。さらに、トリプレット超伝導体に同技術を適用することで、そのクーパー対のスピン状態を検証可能とする。これらは、超伝導スピン流のモデル化を可能とし、将来の超伝導スピントロニクスを大きく発展させると期待される。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、強磁性体／超伝導体複合ナノ構造において生成されるトリプレット超伝導電流のスピン偏極率測定に向けた技術を確立させることにあった。そのようななか、昨年度から、超伝導体を含む複合ナノ構造中におけるスピン緩和に興味深い現象が見られたため、そちらにも注力して実験を進めた。
超伝導体中におけるスピン流は、スピントリプレット超伝導電流とスピン偏極準粒子流に分類される。ともにいわゆる従来型のS波超伝導体中を緩和しながら流れるが、それらの緩和過程については、まだ十分な理解は進んでいない。昨年度、報告者の所属する研究グループにおいて、微細加工された超伝導体細線中の緩和過程を、微小信号の測定技術と温度の精密な制御を組み合わせることで、転移温度近傍における鋭いピーク構造の電圧信号として観測できた。そこで本年度は、ピーク電圧から超伝導体細線中の緩和長を定量的に求めることを検討した。昨年度まで用いていたNbから、より低い超伝導転移温度を有するが緩和長の長いAlに超伝導体を置き換え、同様の実験を行った。高品質なAlの成膜プロセスの確立に時間がかかったが、最終的に、より明確なピーク電圧の緩和距離依存性を得ることに成功した。現在、本結果を解析中であるが、定量的な緩和長の見積もり手法としての有効性が確認できる見込みである。
また上記の結果に加えて、超伝導体を用いた新奇デバイス提案などを含め、複数の招待講演等を行った。
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