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本研究の目的はトポロジカル表面状態を有する超伝導物質におけるスピン注入・スピン流伝搬の観測及びその伝搬距離並びに寿命の評価である。これによってトポロジカル超伝導体の物性の理解への貢献を目指すのと同時にトポロジカル超伝導材料の新奇物性の探索による新たなスピントロニクス機能性の実現を狙う。
以上の目的を達成するために、本年度は以下の研究項目を実施した。
（１）トポロジカル超伝導が期待されている二次元単結晶材料から、前年度に確立した手法でスコッチテープ剥離法によって面積がマイクロメートルサイズ、厚みがナノメートルスケールの薄膜単結晶を作成し、ナノ微細加工によって強磁性金属の電極を有するナノスケールのスピンデバイスを作製した。スピンの伝搬距離依存性を調べるために、同じ薄膜単結晶上に複数の電極を作成し、様々な電極間の距離を有する構造の作製に成功した。一部のデバイスにおいて面内磁場の値によってスイッチングする電気抵抗を観測した。薄膜単結晶と電極の電気接触の改善に向けて①先に作成した電極の上に薄膜単結晶のフレークを載せたデバイス及び②薄膜単結晶の上に電極を作成した二種類のデバイスを作成し、また、複数の超伝導材料から最適な材料の探索を行った。今後測定高精度化によって物理現象の理解を深めていく。
（２）スピン状態の変化によるトポロジカル超伝導体の電気輸送特定の変調を調べるために、まずは高温超伝導薄膜における結晶基板の磁化変調由来の電気抵抗変調に関して、磁化緩和過程やその時間スケールとの関係を明らかにし、論文として出版した。今後この手法をトポロジカル超伝導材料に拡張し、トポロジカル超伝導体におけるスピン輸送と電気輸送の協奏や前者の寿命評価を検証する。
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