| 研究領域 | トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア |
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| 研究課題/領域番号 |
16H00977
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
塩見 雄毅 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10633969)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 超伝導 / トポロジー / スピントロニクス / ボルテックス |
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| 研究実績の概要 |
今年度は、超伝導試料の作製と極低温スピンポンピング実験系の構築が主な目的であった。試料作製については、以下に述べる通りいくつかのｓ波超伝導体やｄ波銅酸化物超伝導体を作製した。既に強磁性絶縁体との良質な接合膜が得られており、スピントロニクス実験を開始している。また、２Ｋ以下で安定的にスピン流注入実験を行う測定系も無事に構築された。
比較的高い超伝導転移点をもつｓ波超伝導試料として選んだNbN薄膜は、基板を選ばない成膜のために室温スパッタ成膜条件を割り出した。既に強磁性絶縁体基板上でも10K以上の超伝導転移点をもつNbN薄膜が作製でき、予備実験を開始している。超伝導転移と絡んだ新スピン流現象やトポロジカル欠陥である超伝導ボルテックスが関係した新規輸送現象が見え始めており、論文としてまとめるために結果の解釈を議論している。また、ＰＬＤ法によって銅酸化物超伝導体YBCO薄膜を強磁性絶縁体上に作製し、熱的スピン注入実験を行った。YBCOはスピン軌道相互作用が弱いために効率的なスピン流検出はできなかったが、超伝導ボルテックスが絡んだ新しいタイプのネルンスト効果が見られた。既に学会発表を行い論文を投稿中である。
極低温スピンポンピング実験の測定系は、超伝導マグネットにおいてサンプルロッドを自作することで構築した。当初はマイクロ波ケーブルの熱流入により温度が下がらない問題があったが、改良を加えることで現在は２Ｋ以下で安定的にスピンポンピング実験が可能な測定系が構築された。既に別の実験で動作を確認済みであり、トポロジカル超伝導体試料が用意でき次第実験が可能な状態にある。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度の研究計画に記載した内容は達成された。また、計画になかった超伝導体試料を作製し様々なスピン流現象測定を行うことで、計画以上の成果が出始めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、これまでに構築した試料作製条件や測定系を用いてトポロジカル超伝導体へのスピン流注入実験に取り組む。いくつかのトポロジカル超伝導体試料を準備中であり、それらの試料を用いてスピン流注入の証拠を得る。また、並行して今年度得られた超伝導ボルテックスが絡んだ新規物理現象について引き続き調べる。超伝導ボルテックスはトポロジカル欠陥であり、その新規物性の探求により包括的に超伝導体におけるトポロジカル量子現象の研究が達成される。
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