発表のポイント
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トポロジカルDirac半金属α-Sn薄膜に集光レーザを局所的に照射し、ナノメートルスケールで超伝導金属β-Sn領域を任意形状に“描画”する手法を開発しました。これにより、同一薄膜上でα-Sn/β-Sn平面ヘテロ構造を高精度に作製できます。
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本手法は局所加熱のみでα-Snからβ-Snへの相転移を誘起するため、加工損傷を抑えつつ、β-Sn領域は原子レベルで平坦な表面を示し、単結晶に近い高品質を実現しました。
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作製したβ-Snナノ細線では、印加磁場がゼロでも超伝導電流が一方向に流れやすくなる超伝導ダイオード効果を観測し、最大整流率10.8%を達成しました。本成果は、超伝導回路・量子デバイスに向けた新しいナノ加工基盤技術として期待されます。
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