权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

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：
太田智陽
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
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.