Challenge for detection of cooper-pair pure spin current

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最終年度の2022年度は、引き続きコロナ禍の影響は受けたものの、その表面でカイラルp波超伝導（トポロジカル超伝導）が誘起される原子膜物質であるFeTeSeを用いてスピン計測素子を作製し、その超伝導転移温度の上下で、大きく異なるスピン信号を計測することに成功した。カイラルp波超伝導の場合、トポロジカル絶縁体表面におけるスピン構造と同様の特徴的なスピン構造が誘起されるわけであるが、本研究で作製したスピン素子で、その特徴的なスピン構造が計測できたことになる。対照実験として従来型のs波超伝導体であるNbNを用いてFeTeSeスピン素子と同じ構造を有するスピン素子を作製して計測を行ったが、スピン構造に由来すると考えられる信号は予想通り計測されなかった。s波超伝導体ではスピン構造が生まれないため、NbNスピン素子におけるスピン信号の消失はFeTeSeで計測されたスピン信号の起源がそのカイラルp波性であること、さらにはFeTeSeの表面にトポロジカル超伝導状態が生成されていること、さらに踏み込むと、非可換エニオンであるMajorana準粒子が存在できることを示唆する結果となる。引き続き様々な角度から対照実験、更に物性理解を深めるための必要な実験を進めていき、本研究で強力な候補材料として提案したFeTeSeがトポロジカル超伝導を実現する好適な材料プラットフォームであることを示し、トポロジカル超伝導を基軸とした超伝導スピントロニクスを発展させていく。