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スピンホール効果测定のための超伝导体を用いた素子の概念図
强磁性体（笔测）/非磁性体（铜：颁耻）に电流Iを流すことで纯スピン流（闯_S）が発生し、発生した纯スピン流は颁耻中を通って超伝导体（狈产狈：窒化ニオブ）に吸収されスピンホール効果によって电流（闯_Q）へと変换される。
© 2015 Taro Wakamura.

东京大学物性研究所の大谷义近教授らの研究グループは、磁気を运ぶスピンの流れを电流に変换するスピンホール効果の测定をこれまで着目されてこなかった超伝导体を用いて行い、超伝导状态で初めてこの现象を観测することに成功しました。

近年、电子が持つスピンを利用したエレクトロニクスである「スピントロニクス」という分野が注目を集めています。スピントロニクスは、电荷を伴わない电子の磁気の流れである「纯スピン流」を利用することで电流により生じる発热を抑制し、より少ないエネルギーでスピンによる情报の制御や伝达を可能にします。

纯スピン流は、电子のスピンによって生じる磁気の流れであり、「スピンホール効果」を用いて生成、検出することが可能です。スピンホール効果は、その大きさが物质によって异なり、効果が大きなものほどより効率的な纯スピン流の生成、検出ができるため、现在さまざまな物质においてスピンホール効果の评価が行われています。例えば、プラチナやタングステンなどの普通の金属は、大きなスピンホール効果が得られる物质として注目されている一方で、超伝导体におけるスピンホール効果の评価はこれまであまりなされてきていませんでした。

今回研究グループは、超伝导体である窒化ニオブを用いた素子を作製して、窒化ニオブが超伝导状态を示している场合と通常の电気伝导状态（常伝导状态）を示している场合のそれぞれにおいて、スピンホール効果を测定しました。その结果超伝导状态でもスピンホール効果を観测することに成功し、さらに超伝导体の特徴的な电子构造を用いることにより、超伝导状态では通常の电気伝导状态（常伝导状态）に比べてスピンホール効果が2000倍以上増大することを発见しました。

この成果は今后のスピン论理回路や次世代スピントロニクス素子の実现に大きく寄与することが期待されます。

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论文情报

T. Wakamura, H. Akaike, Y. Omori, Y. Niimi, S. Takahashi, A. Fujimaki, S. Maekawa, and Y. Otani, "Quasiparticle-mediated spin Hall effect in a superconductor", Nature Materials Online Edition: 2015/5/19 (Japan time), doi:10.1038/nmat4276.
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