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2023 年度 研究成果報告書

超伝導ダイオード効果の機構解明と不揮発性超伝導ダイオード素子の創出

研究課題

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研究課題/領域番号 21K18145
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分13:物性物理学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

小野 輝男  京都大学, 化学研究所, 教授 (90296749)

研究分担者 柳瀬 陽一  京都大学, 理学研究科, 教授 (70332575)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワード超伝導 / 磁性 / スピントロニクス
研究成果の概要

研究代表者らが見出した「超伝導ダイオード効果(Nature 584, 373 (2020))」の機構を解明し、不揮発性超伝導ダイオード素子を創出することに成功した。研究代表者らの見出した超伝導ダイオード効果は、時間反転対称性を破るために外部磁場が必要であったが、超伝導人工格子に磁性体を導入し、磁性体の磁化によって時間反転対称性を破ることで、無磁場下での超伝導ダイオード効果を実現することに成功した。

自由記述の分野

磁性物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者らの見出した超伝導ダイオード効果は、時間反転対称性を破るための外部磁場を必要であったが、超伝導人工格子に磁性体を導入し、磁性体の磁化によって時間反転対称性を破ることで、無磁場下での超伝導ダイオード効果を実現することに成功した。これにより、無磁場下で超伝導ダイオード効果を利用できるばかりでなく、磁性体の磁化の向きによる超伝導ダイオードの極性制御が可能となった。磁性体の磁化の向きによる超伝導ダイオードの極性制御が可能ということは、磁性体の磁化を利用した不揮発メモリ機能を超伝導ダイオードに付加できることを意味し、不揮発性超伝導論理回路が可能となる。

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公開日: 2025-01-30  

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