高温超伝導スピントロニクスの開拓

高温超导自旋电子学的发展

基本信息

批准号：
20K23374
负责人：
小森祥央
金额：
$ 34.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-03-12 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K23374/
关键词：
高温超伝導スピントロニクス近接効果超伝導

项目摘要

2022年度は、高温超伝導体中のスピン輸送を調べることを目的とした酸化物の超伝導体/強磁性体のナノ構造の作製と低温(1.5K)かつ高周波(40GHz以上)で強磁性共鳴の研究を行うためのシステムの構築を行った。d波の超伝導ギャップの対称性を有する高温超伝導体のみならず、s波の対称性を有する酸化物超伝導体を用いて、強磁性体から超伝導体中に侵入する磁気秩序(交換磁場)の測定を行ったところ、超伝導ギャップが異方的になる(d波に近づく)につれて、超伝導体中に磁気秩序が長距離で侵入することが見出された。これは超伝導ギャップの大きさが実効的に小さくなるd波のノード部分に由来するものであると考えられ、d波対称性を有する高温超伝導体が磁気秩序の長距離伝搬に適していることを実証する結果となった。超伝導体中において磁気秩序をコヒーレンス長を上回るスケールで伝送可能であることを示す本研究成果は、高温超伝導体を用いたスピントロニクスデバイスに特有の機能として期待される。国際共同研究に関しては、英国ケンブリッジ大学のJason Robinson教授やイタリア・サレルノ大学のMario Cuoco教授とオンラインのみならず海外で直接議論を進める機会を設け上記の研究成果の理論をはじめとしたディスカッションを行った。また低温高周波測定に関しては、韓国UNISTのDr. Mi-Jin Jinの研究室に短期訪問し、ノウハウを得ることによってセットアップを行った。また、集束イオンビームを用いた微細構造超伝導体研究の最先端の研究者であるUniversity of California, RiversideのShane Cybart先生に来日していただく機会を設け、トンネル接合を用いた高温超伝導体/強磁性体界面での状態密度分析に関する共同研究を開始した。

在2022财年，我们创建了一个用于制备氧化物超导体/铁磁纳米结构的系统，目的是研究高温超导体中的自旋传输，以及在低温（1.5k）和高频（40GHZ或更多）下研究铁磁共振。 When not only high-temperature superconductors with symmetry of the d-wave superconducting gap, but also oxide superconductors with symmetry of the s-wave superconductors, we measured the magnetic order (exchange magnetic field) that penetrates from the ferromagnetic material into the superconductor, and as the superconducting gap becomes anisotropic (approaching the d-wave), it was found that the magnetic order长途进入超导体。这被认为是从D波的节点部分得出的，其中超导间隙有效地减少了，结果表明，具有D-WAVE对称性的高温超导体适用于磁性的远距离传播。这项研究发现，磁性可以以超过相干长度的比例在超导体中传输，这对于使用高温超导体的Spintronic设备来说是独特的函数。关于国际联合研究，我们与英国剑桥大学的杰森·罗宾逊教授和意大利萨勒诺大学的马里奥·库奥科教授进行了讨论，不仅在线，而且还在海外，并讨论了上述研究理论的研究结果。此外，关于低温，高频测量，我们通过在韩国Unist的Mi-Jin Jin Jin's Laboratory访问Mi-Jin Jin Jin博士的实验室很短的时间并获得了专业知识来建立该系统。我们还有机会使用集中的离子束在加利福尼亚大学的Riverside的Shane Cybart教授访问日本，这是微观结构超导体的尖端研究人员，并开始对高温超导/富特磁性接口的状态密度分析进行合作研究。