ハーフメタルホイスラー合金を用いた超伝導スピントロニクス素子の創製

使用半金属霍斯勒合金创建超导自旋电子器件

• 批准号: 20K05305
• 负责人: 重田 出
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05305/
• 关键词: スピントロニクス; 超伝導; ホイスラー合金; ハーフメタル; アンドレーエフ反射; スピン三重項クーパー対

近年，強磁性体の伝導電子スピンや局在スピンを積極的にデバイスへ利用することを目的としたスピントロニクスの研究が盛んに行われている。この分野において，その発展や応用の拡大のために欠かせない物質が「ハーフメタル」である。このハーフメタルを電極材料に用いることによって，トンネル磁気抵抗(TMR)素子や巨大磁気抵抗(GMR)素子の特性向上が図られている。超伝導デジタル回路の半導体回路に対する優位性は，ジョセフソン素子の高速性・低消費電力性と共に，無損失性という超伝導体本来の基本的な特性に基づくものである。2019年にジョセフソン素子を用いた量子コンピュータの量子超越性が報告された。そして，今年の3月には，超伝導量子コンピュータの国産初号機の稼働を新聞各社が一斉に報じ，量子コンピュータの研究も新しい段階に入った。一方，低消費電力・低温動作可能な超伝導メモリは近年，磁束量子の保持による記録に代わり，素子内に組み込まれた磁性体の磁化の向きで記憶素子を構成する方式が提案され，その集積化の可能性から研究が一気に活性化している。そこで本研究の目的は，ハーフメタルと超伝導体を融合した新機能デバイスの開発を念頭に，ハーフメタルホイスラー合金と超伝導体を用いたエピタキシャル積層膜とサブミクロンサイズの微細加工技術を駆使し，既存のGMR素子の特性を凌ぐ超伝導スピントロニクス素子を創製に関する研究に取り組むことである。今年度まで，① 超伝導体NbNとハーフメタルホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siのエピタキシャル積層膜の作製を行い，② 強磁場中輸送特性の測定に取り組むことによって，NbNとCo2(Fe,Mn)Siの積層膜を特徴づける物理パラメータを決定した。次いで，③ NbNとCo2(Fe,Mn)Siを用いた面直通電型の超伝導巨大磁気抵抗(CPP-SGMR)素子を作製して，その素子特性を評価した。

In recent years, the strong magnets lead the electronic engineering bureau to make use of the active magnetic materials to conduct research and development in these years. There is a great deal of difference between the two groups, and the exhibition is going to use a lot of money. In order to improve the performance of cathode materials, the characteristics of magnetic resistance (TMR) and giant magnetic resistance (GMR) are improved. The superconductor circuit has high-speed, low-dissipation, high-speed, high-speed, low-dissipation, high-speed, low-dissipation In 2019, the report on quantum transcendence was reported on the basis of quantum transcendence. In March of this year, the first day of this year, we received a report from all the new societies in the first year of the country, and the new phase of the study was put into practice. On the one hand, low-dissipation power cryogenic action may lead to a lot of problems in recent years, the magnetic beam quantum system keeps the magnetic beam recording, the magnetization of the magnets in the system, the magnetization of the magnets, the possibility of the integration of the magnetic beam, the magnetization of the magnets, the possibility of the activation of the magnetic beam. In this study, the purpose of this study is to improve the performance of the new machine. The purpose of this study is to improve the performance of the new mechanism. in this study, the purpose of this study is to improve the performance of the new machine. The existing characteristic of GMR element is the best way to study the characteristic of element element. This year, 1 superalloy NbN (Fe,Mn) Si thin film is used as an active film, 2 strong magnetic field transport characteristics are measured, NbNCo2 (Fe,Mn) Si active film is used to determine the physical properties. In the secondary phase, 3 NbNickel Co2 (Fe,Mn) Si is used to conduct giant magnetic resistance (CPP-SGMR) by using a straight-through electrical superconductor, which is sensitive to the characteristics of the element.

项目成果

Fe3－xMnxSiにおける磁気相転移の圧力効果

压力对 Fe3−xMnxSi 磁相变的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 廣井政彦，赤石幸起，高本翼，重田出，郷地順，上床美也

ホイスラー化合物Fe3－xMnxSiにおける磁気熱量効果

Heusler 化合物 Fe3−xMnxSi 中的磁热效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 荘加勇翔;岡野元基;須藤裕之;鷲見聡;粟野博之;田辺賢士;高本翼，赤石幸起，重田出，廣井政彦，郷地順，上床美也
• 通讯作者: 高本翼，赤石幸起，重田出，廣井政彦，郷地順，上床美也

Co基ハーフメタルホイスラー合金と超伝導体NbNのエピタキシャル積層膜の磁場中輸送特性II

钴基半金属Heusler合金与超导NbN II外延层状薄膜在磁场中的输运特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 重田出;窪田崇秀;木村尚次郎;関剛斎;篠崎文重;淡路智;高梨弘毅;廣井政彦
• 通讯作者: 廣井政彦

ハーフメタルホイスラー合金Co2MnSi／超伝導体NbN 薄膜の超伝導ゆらぎ効果

半金属Heusler合金Co2MnSi/超导NbN薄膜的超导涨落效应

• 发表时间: 2021
• 作者: Kim Jae-Ho;Yasukawa Akihiro;Yonezawa Susumu;奧柊大，重田出，窪田崇秀，篠崎文重，高梨弘毅，廣井政彦
• 通讯作者: 奧柊大，重田出，窪田崇秀，篠崎文重，高梨弘毅，廣井政彦

Magnetic properties of ferromagnetic Heusler alloy Co2ZrSn

• DOI: 10.1016/j.jpcs.2022.110635
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Journal of Physics and Chemistry of Solids
• 影响因子: 4
• 作者: T. Kanomata;Y. Amako;Y. Ida;Y. Adachi;T. Osaki;T. Eto;H. Nishihara;I. Shigeta;S. Imada;M. Doi