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強磁性半導体InFeAsの成長およびInAs二次元電子系と超伝導体の接合における超伝導電流に関する研究を行った。
まずn型のInFeAsの成長を行い、低温成長によってInFeAsの二次元薄膜の成長に成功した。しかしこの薄膜ではドーパントのBeの濃度を変えてもキャリア濃度が変化しなかった。一方で成長温度を変えてやや三次元的に成長すると表面は白濁するもののキャリア濃度が上昇した。これはInFeAsのキャリアが結晶格子の歪みや欠陥から供給されていることを示唆している。また直流磁化を測定したがいずれの試料もヒステリシスループは観測できず強磁性の発現は確認できなかった。
そこで強磁性半導体とNbの接合作製は断念し、Nb/InAs/Nb接合のスピンホール効果に起因するスピン偏極への応答を調べた。本年度作成した試料では近接効果は観測できなかった。これは界面状態が近接効果を引き起こすのに十分な質でなかったためと考えられる。この問題を解決するにはMBE装置そのものを改造しIn situで基板成長からNb蒸着までのプロセスを行うなどの工夫が必要であると考えられる。そこで次に、近接効果による超伝導電流ではなく、Nb/InAs/Nb接合のアンドレーエフ束縛状態のスピンホール効果に対する応答について注目した。これはアンドレーエフ束縛状態に起因した伝導度ゼロバイアスピークの抑制は直交電流によって生じたスピン流がNb/InAs界面で反射され干渉を起こしたことによって引き起こされたと解釈され、これについては論文で公表した。さらに、接合に平行に流した電流によってスピンホール効果を引き起こし接合に直交スピン流を流した結果アンドレーエフ束縛状態が抑制されることを明らかにした。また超伝導臨界電流が直交電流によってほぼ線形に抑制される様子を新たに観測した。これらの結果は論文投稿のため現在解析続けている。
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