Extremely long quasiparticle spin lifetimes in superconducting aluminum using MgO tunnel spin injectors

Yang, H.*; Yang, S.-H.*; 高橋 三郎; 前川 禎通; Parkin, S.*

Nature Materials, 9(7), p.586 - 593, 2010/07

https://doi.org/10.1038/nmat2781

スピントロニクスや量子計算のデバイスでは、近年、長寿命のスピン偏極キャリアの研究が盛んになっている。今回、超伝導状態のアルミニウムにおけるスピン偏極準粒子が驚くほど長いスピン寿命(常伝導状態のほぼ100万倍)を持つことを報告する。この寿命は、トンネルスピン注入素子を用いた測定により、アルミニウム層に蓄積したスピン偏極キャリアによる超伝導の抑制効果から決定される。小さい面内直交磁場の存在下で観測されたハンル効果は、長寿命のスピン偏極準粒子の存在と整合する。実験結果は、超伝導状態を臨界電流以下のわずかな電流によって大幅に変調可能であることを示しており、超伝導量子ビットを含めたデバイスなどへの応用が期待される。