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強磁性ナノ構造における超伝導近接効果と量子輸送物性

铁磁纳米结构中的超导邻近效应和量子输运特性

基本信息

批准号：
16740210
负责人：
斎藤英治
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の研究の継続としてNb/NiFe/Nbナノ構造の低温輸送物性を測定した。強磁性NiFe層を近接効果で流れる超伝導電流の観測に成功したが、その臨界電流はNiFeの磁気構造に依存しなかった。また、イオンビームスパッタ法によってNiFe/(Nb,Pt,Cu)複合膜を作製し、逆スピンホール効果の検出を試みた。試料面内に磁場を印加しつつ周波数一定のマイクロ波を試料に照射し、常磁性金属層に生じる起電力の磁場強度依存性を測定した。マイクロ波によってNiFe層が強磁性共鳴状態にあるとき、スピンポンピング効果によって常磁性金属層に界面垂直方向を向いた純スピン流が生じる。このとき常磁性層のスピン-軌道相互作用によって純スピン流は電流に変換される(逆スピンホール効果)。この電流の流れる方向は、NiFe層の磁化ベクトルの方向即ち外部磁場の方向にも垂直であるため、常磁性層に生じる起電力の外部磁場依存性を測定することにより逆スピンホール効果を選択的に検出できる。本研究ではNiFe(10nm)/Pt(7nm)複合薄膜にXバンドマイクロ波を照射することで10nVの逆スピンホール効果による起電力の検出に成功した。この信号はNbやCuとの複合膜では観測されなかったことから、Pt中の大きなスピン-軌道相互作用が逆スピンホール効果において重要であることを示している。逆スピンホール効果は金属・超伝導体中の純スピン流を検出するための現在唯一の手法であり、本成果はスピントロニクス研究の大きな推進力となると期待できる。

Last year, the <s:1> research <s:1> 継続とててて determination of the <s:1> low-temperature transport physical properties を of Nb/NiFe/Nbナノ structure was carried out, which was たた. Strong magnetic layer NiFe を almost unseen fruit で flow れる super conducting flow 伝の観に measuring success したが, その critical current は NiFe の magnetic 気 tectonic に dependent しなかった. また, イオンビームスパッタ method によって NiFe/(Nb, Pt and Cu) composite membrane を as し, inverse スピンホール unseen fruit の検 try out をみた. Sample surface に magnetic field を Inca しつつ cycle for certain のマイクロ wave を sample しに exposure, often magnetic metal layer に raw じる up power の determination of magnetic field intensity dependence をした. マイクロ wave によって NiFe layer が strong magnetic resonance state にあるとき, スピンポンピング unseen fruit によって often をに interface vertical direction to the magnetic metal layer いた pure スピン flow が raw じる. The <s:1> ととと of the constant magnetic layer スピスピスピ -orbital interaction によって pure スピ <e:1> current <s:1> electric current に transformation される(reverse スピホホスピされる effect). これのの current flow direction るは, magnetized の NiFe ベクトルの direction is のち external magnetic field direction にも vertical であるため, often magnetic layer にじる up power の determination of external magnetic field dependence をすることにより inverse スピンホール unseen fruit を sentaku of に検 out できる. This study では NiFe (10 nm)/Pt (7 nm) composite membrane に X バンドマイクをロ wave irradiation することで 10 nv の inverse スピンホール unseen fruit による up power の検に successful した. この signal は Nb や Cu との composite membrane では観 measuring されなかったことから, Pt の big きなスピン / track interaction が inverse スピンホール unseen fruit において important であることを shown している. Inverse スピンホール unseen fruit は metal の in super 伝 conductor in the pure スピン flow を検 out するための now only の technique であり, this achievement はスピントロニクス study のきな propulsion となると expect できる.