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ナノ磁性体を含む複合構造における量子輸送現象の理論的研究

纳米磁性材料复合结构中量子输运现象的理论研究

基本信息

批准号：
08J06828
负责人：
挽野真一
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J06828/
关键词：
超伝導磁性複合構造ジョセフソン効果量子輸送現象

项目摘要

絶縁体を2つの超伝導体(SC)で挟んだ従来のジョセフソン接合(JJ)は、接合に直流電圧を印加した場合に流れる交流ジョセフソン電流によって、接合内に電磁場が誘起される場合があり、共振器として振舞う。接合の共振モードと交流ジョセフソン電流の周波数が一致するとき、各共振モードに対して直流ジョセフソン電流が現れる(Fiske共鳴)。近年、絶縁体を強磁性体(FM)に置き換えた強磁性ジョセフソン接合(FJJ)のジョセフソン効果に関する研究が盛んに行われている。しかしながら、FJJのFiske共鳴に関する詳細な研究はなされていない。本研究では、FJJにおけるスヒン波励起を伴った場合のFiske共鳴の理論を構築した。まず、交流ジョセフソン電流によって接合内に生じる電磁場をマックスウェル方程式、FMの動的磁化に対してはランダウ-リフシッツ-ギルバート(LLG)方程式を連立させて解いた。その結果、FJJにわいても各電磁場のモードに対して直流ジョセフソン電流が現れることが分かった。更に、FJJにおけるFiske共鳴では、各電磁場のモードに対して2つの直流ジョセフソン電流が現れることも分かった。この結果は,電磁場とスピン波の結合によって、各共振モードに対してFiske共鳴の共鳴電圧がJJとは異なり2つ持つことを示している。この現象は、交流ジョセフソン電流を用いてスピンの動的な性質を観測する新しい実験的方法ともなりうる可能性を示唆している。研究成果は独創的でありこの分野における研究を牽引していく成果だと言える。

2. The dielectric body is connected to the superconducting conductor (SC), and the resonator is connected to the junction (JJ). In the case of DC voltage, AC current flows through the junction, and electromagnetic field is induced in the junction. If the cycles of the resonant terminal and the AC sensor current at the junction are the same, the DC sensor current will appear at each resonant terminal (Fiske resonance). In recent years, there has been a great deal of research on the effect of ferromagnetic joint (FJJ) on the replacement of dielectric ferromagnetic materials (FM). A detailed study of FJJ Fiske resonance was conducted. In this paper, the theory of Fiske resonance is constructed in the case of FJJ excitation. The electromagnetic field equation, FM dynamic magnetization equation, and the electromagnetic field equation (LLG) equation are solved. As a result, the FJJ is able to detect the presence of various electromagnetic fields. In addition, the Fiske resonance of FJJ is opposite to that of each electromagnetic field, and the DC current of FJJ is opposite to that of FJJ. As a result, the electromagnetic field and the resonance of the resonance wave are combined, and the resonance voltage of the Fiske resonance is different. This phenomenon shows the possibility of a new method for measuring the dynamic properties of AC currents. The research results are original and original.