超伝導ダイオード効果の機構解明と不揮発性超伝導ダイオード素子の創出

阐明超导二极管效应的机理并创建非易失性超导二极管元件

• 批准号: 21K18145
• 负责人: 小野 輝男
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18145/
• 关键词: 超伝導

本研究の目的は、研究代表者らが見出した「超伝導ダイオード効果（Nature 584, 373 (2020)）」の機構を解明し、不揮発性超伝導ダイオード素子を創出することである。研究代表者らは、超伝導臨界電流に対するダイオード効果を見出したが、研究代表者らの想定する超伝導ダイオード効果のシナリオが正しければ、超伝導が破壊される臨界磁場の大きさも電流方向に依存する超伝導臨界磁場の非相反効果が存在するはずである。前年度はこの超伝導臨界磁場の非相反効果を実証し論文報告をおこなった（Appl. Phys. Express 14, 073003）。さらに、この研究の中で超伝導臨界電流の非相反性が外部磁場の大きさに対して振動するという現象を実験的に見出し、論文報告した（Appl. Phys. Express 15 113001 (2022)）。研究代表者らの見出した超伝導ダイオード効果は、時間反転対称性を破るための外部磁場を必要とするが、超伝導人工格子に磁性体を導入し、磁性体の磁化によって時間反転対称性を破ることで、無磁場下での超伝導ダイオード効果を実現することに成功した。これにより、無磁場下で超伝導ダイオード効果を利用できるばかりでなく、磁性体の磁化の向きによる超伝導ダイオードの極性制御が可能となった。また、磁性体の磁化の向きによる超伝導ダイオードの極性制御が可能ということは、磁性体の磁化を利用した不揮発メモリ機能を超伝導ダイオードに付加できることを意味する。これらの結果を論文発表した（Nat. Nanotechnol.17, 823 (2022)）。

The purpose of this study, and the representative of the study, Kazuya, are the "super-guided effects" (Nature 584, 373 (2020))"The mechanism is explained and the non-volatile super guide Motoko is created by the system. Research representative: らは, superconductor critical current に対するダイオードeffect を见出したが, research representative: らのconditioned するsuperconductor ダイオードeffect のシナリオが正しければ, superconduction がbreaker されるcritical magnetic field の大きさもcurrent direction にdependence するsuperconduction critical magnetic field のnon-reverse effect がexistence するはずである. Previous year's paper report on the non-opposite effect of superconducting critical magnetic field (Appl. Phys. Express 14, 073003).さらに、このResearch on the non-reciprocity of the superconducting critical current and the external magnetic field の大きさに対してVibration するというphenomenon を実験的に见し、Thesis report した (Appl. Phys. Express 15 113001 (2022)). Representative of the research team, the superconducting effect of superconducting, time inverse symmetry and the necessity of external magnetic field, superconducting artificial lattice magnetism The introduction of the body, the magnetization of the magnetic body, the time reversal of the symmetry, the breaking of the magnetization , The effect of super-conduction without magnetic field has been successfully achieved.これにより、Utilization of super-conducting ダイオード effect without magnetic fieldできるばかりでなく, It is possible to control the polarity of magnetic materials by super-conducting magnetization.また、Magnetic material のMagnetization direction きによるSuper 伝guidance ダイオードのPolar control がpossible ということは、Magnetism The magnetization of the body uses the function of the magnetization of the body and the function of the super high-density conductor.これらのRESULTS した(Nat. Nanotechnol.17, 823 (2022)).

项目成果

Superconducting diode effect in Rashba superlattice

Rashba 超晶格中的超导二极管效应

• 发表时间: 2023
• 作者: Harunori Shiratani;Kosuke Takiguchi;Le Duc Anh;and Masaaki Tanaka;Ryo Kitaura;木村勇気;Teruo Ono
• 通讯作者: Teruo Ono

超伝導/強磁性多層膜における超伝導ダイオード効果

超导/铁磁多层薄膜中的超导二极管效应

• 发表时间: 2022
• 作者: 成田 秀樹;石塚 淳;河原崎 諒;菅 大介;塩田 陽一;森山 貴広;島川 祐一;A. V. Ognev;A. S. Samardak;柳瀨 陽一;小野 輝男
• 通讯作者: 小野 輝男

Observation of nonreciprocal superconducting critical field

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac03c0
• 发表时间: 2021-07-01
• 期刊: APPLIED PHYSICS EXPRESS
• 影响因子: 2.3
• 作者: Miyasaka, Yuta;Kawarazaki, Ryo;Ono, Teruo
• 通讯作者: Ono, Teruo

Magnetic-field-induced polarity oscillation of superconducting diode effect

磁场引起的超导二极管极性振荡效应

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac99b9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Kawarazaki Ryo;Narita Hideki;Miyasaka Yuta;Ikeda Yuhei;Hisatomi Ryusuke;Daido Akito;Shiota Yoichi;Moriyama Takahiro;Yanase Youichi;Ognev Alexey V.;Samardak Alexander S.;Ono Teruo
• 通讯作者: Ono Teruo

Field-free superconducting diode effect in noncentrosymmetric superconductor/ferromagnet multilayers

• DOI: 10.1038/s41565-022-01159-4
• 发表时间: 2022-06-30
• 期刊: NATURE NANOTECHNOLOGY
• 影响因子: 38.3
• 作者: Narita, Hideki;Ishizuka, Jun;Ono, Teruo
• 通讯作者: Ono, Teruo