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Developments of reconfigurable quantum superconducting devices based on rotational spin current

基于旋转自旋流的可重构量子超导器件的研究进展

基本信息

批准号：
21H05021
负责人：
木村崇
金额：
$ 114.32万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

今年度は、ピラー型の非局所スピンバルブで問題となる、スピン蓄積の二次元的拡散を抑制するため、スピン蓄積が生じるチャネル層の面積を減少させ、スピン蓄積を閉じ込めることで、スピン蓄積の増大を試みた。その結果、スピン蓄積信号が３倍程度増大することを確認した。この増大効果は、チャネル部の面積の減少によりさらに大きくなる為、閉じ込め効果の増大によるスピン信号の更なる増大が期待できる。また、NbN 薄膜作製の最適化に関しても実験を行った。スパッタ中の雰囲気ガスの Ar と N2 分圧比を変えながら、成膜された NbN 単膜の超伝導転移温度を用いて評価した結果、N2 分圧が 2 % 付近で SiO2 基板上の膜厚 30 nm の NbN 薄膜の転移温度が 11.4 K となった。更に、本条件を採用して、ナノピラー型の横型スピンバルブを作製し、非局所スピンバルブ測定を行った結果、NbNの超伝導転移に伴いスピン信号の増大が観測されており、超伝導ギャップの形成によるスピン吸収効果の抑制が確認できる。この温度依存性を調べたところ、温度の低下とともに、スピン信号が増大する傾向が確認された。このような特性は、以前のNbを用いた素子でも観測されているが、NbNを用いることで、より大きな増大が観測されること、更に、十分低温で、スピン信号の飽和の傾向が観測されていることが確認された。

This year, the number of non-local areas in the region is increasing, and the number of secondary areas in the region is decreasing. The result was a three-fold increase in the cumulative signal. This increase in the effect of the reduction in the area of the cluster, the increase in the effect, the increase in the signal, the increase in the expectation The optimization of NbN thin film fabrication was carried out. The transition temperature of NbN thin film with thickness of 30 nm on SiO2 substrate was 11.4 K when N2 partial pressure was close to 2%. In addition, this condition is used to determine the effect of the absorption of NbN in the presence of NbN. The temperature dependence of the signal increases. The characteristics of the Nb-doped silicon nitride film are as follows: the Nb-doped silicon nitride film has a high temperature, and the Nb-doped silicon nitride film has a high temperature.