Control of supercurrent utilizing van der Waals devices with a twisted magnetization structure

利用具有扭曲磁化结构的范德华装置控制超电流

基本信息

  • 批准号:
    22KJ2059
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本課題では、機械的剥離法により薄膜素子が作製可能である、原子層らせん磁性体CrNb3S6や原子層強磁性体Fe5GeTe2に着目し、超伝導体との接合素子を作製することで、超伝導電流を用いた新機能の実現を目指します。磁性体と超伝導体の接合界面近傍に、磁化のねじれた構造が存在する場合、スピン量子化軸の空間的な変化に起因して、スピン三重項超伝導電流が発現することが知られています。そこで本研究では、外部磁場を用いて、CrNb3S6のらせん周期や、Fe5GeTe2の表面・界面におけるジャロシンスキー・守谷相互作用を変調することで、磁化のねじれ構造を利用した超伝導電流のスピン状態の制御ができると考えました。前年度までで、Fe5GeTe2の磁化ダイナミクスやスピン軌道相互作用等の、デバイス性能に直結する特性の評価を行ったところ、Fe5GeTe2の磁気状態を反映してこれらの信号が大きく変調できることが分かりました。これはFe5GeTe2を用いた接合素子の実現・機能化に向けて当初の想定以上の進展でした。そこで令和4年度は、Fe5GeTe2自身の磁気特性やデバイスとしての性能をより詳細に評価するために、①スピン変換特性の評価や、②Fe原子のCo置換による物性制御を行いました。その結果①では、Fe5GeTe2のスピン変換特性が、PtやWなどの典型的なスピン変換材料と比べて遜色ない性能であり、磁気変調による制御性を併せ持つことを実証しました。②では、Co置換を行うことで、薄膜素子においても磁気異方性や磁性相が大きく変調できることや、バルク試料では現れなかった磁気ヒステリシスが、46%置換を行った薄膜で発現することを明らかにしました。
This topic is based on the mechanical peeling method and the possibility of producing thin films. The atomic layer magnetic material CrNb3S6 and the atomic layer ferromagnetic material F e5GeTe2 is designed, the superconductor and the joint element are manufactured, and the superconducting current is used, and new functions are now available. The bonding interface of magnetic bodies and superconductors is close to each other, the structure of magnetization exists, and the situation is quantization The cause of the transformation of the axial space is して, and the スピン triple term super-conducting current is now することが知られています.そこででは, use of external magnetic field, period of CrNb3S6, surface and interface of Fe5GeTe2 The スキー・Moriya interaction を変tuned することで, the magnetized のねじれ structure を utilizes the したsuper-conducting current のスピン state のcontrol ができると卡えました. Comments on the characteristics of magnetization and magnetization of Fe5GeTe2 in the previous year, such as orbital interaction, etc.価を行ったところ、Fe5GeTe2のMagnetic state を Reflects the してこれらのsignalが大きく変tuned できることが分かりました. The realization and functionalization of the Fe5GeTe2 using a combined element are based on the initial assumptions and progress of the above. Detailed review of the magnetic properties and performance of Fe5GeTe2 in 2014価するために, ①スピン変変性のreview価や, ②Fe atom’s Co substitution and physical property control を行いました.そのResult①では、Fe5GeTe2のスピン変Changing characteristicsが、PtやWなどのTypical なスピン変The material is inferior to the material and the performance is inferior, and the magnetic properties are improved and the control properties are improved and the properties are maintained. ②では, Co replacement を行うことで, thin film element においてもmagnetic anisotropy やmagnetic phase が大きく変tuned できることや, バルクSample material is made of magnetic material and 46% replacement film is used.

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
原子層磁性体(Fe1-xCox)5GeTe2におけるスピンフロップ転移由来の磁気ヒステリシスの評価
原子层磁性材料 (Fe1-xCox)5GeTe2 中自旋翻转跃迁产生的磁滞的评估
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    太田智陽 ;黒川開斗;山神光平;岡田佳憲;新見康洋
  • 通讯作者:
    新見康洋
Magnetotransport properties of van der Waals ferromagnet Fe5GeTe2 and their application to spintronic devices
范德华铁磁体Fe5GeTe2的磁输运特性及其在自旋电子器件中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Ohta; K. Kondou;K. Yamagami; Y. Okada; Y. Otani;and Y. Niimi
  • 通讯作者:
    and Y. Niimi
Electrical transport measurement on van der Waals magnet (Fe1-xCox)5GeTe2
范德华磁体 (Fe1-xCox)5GeTe2 上的电输运测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Ohta; K. Kurokawa; M. Watanabe; K. Yamagami; Y. Okada; Y. Niimi
  • 通讯作者:
    Y. Niimi
カイラル磁性体を用いたジョセフソン接合素子作製の試み
尝试利用手性磁性材料制作约瑟夫森结器件
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    太田智陽;中村瞭弥;徳田将志;島本雄介;高阪勇輔;戸川欣彦;新見康洋
  • 通讯作者:
    新見康洋
原子層磁性体 (Fe1-xCox)5-δGeTe2における電気輸送測定
原子层磁性材料 (Fe1-xCox)5-δGeTe2 中的电输运测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    黒川開斗;太田智陽;山神光平;岡田佳憲;新見康洋
  • 通讯作者:
    新見康洋
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    太田 智陽;黒川 開斗;山神 光平;岡田 佳憲;新見 康洋
  • 通讯作者:
    新見 康洋
ファンデルワールス強磁性金属Fe5GeTe2における垂直磁気異方性の評価
范德华铁磁金属 Fe5GeTe2 垂直磁各向异性的评估
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  • 发表时间:
    2020
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  • 作者:
    太田 智陽;坂井 康介;谷口 祐紀;Benjamin Driesen;岡田 佳憲;小林 研介;新見 康洋
  • 通讯作者:
    新見 康洋

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