Currents through Y‐junction ‐Y接合系におけるカレントの解析‐ 1G04K0621 栗原研B４ 西井 淳 Introduction(１) ‐Supercurrent pumping in Josephson junction‐ 超伝導体とHalf Metalの接合系 ジョセフソン流 HMのスピンを光を照射して歳差運動させると、 マグノン励起でジョセフソン流が汲み出される。 S.Takahasi, et.al Phys.Rev.Lett 99 057003 超伝導体を常伝導体に置き換えれば、スピン流 を汲みだす駆動力として使えるのではないだろ うか？ Introduction(2) ‐ハーフメタル(HM)‐ ‐ アップスピンに対しては 金属的なバンド構造 ダウンスピンに対しては 絶縁体的なバンド構造 D：density of state at a Fermi level HMでは理想的にはspin分極率はP=1となり、 アップスピンだけが伝導電子として存在する。 Y接合系 スピン歳差 マイクロ波 各リードを流れるカレント を計算したい。 モデル‐ハミルトニアン‐ アップスピン のみ伝導す る スピンフリップの あるトンネル過 程を表す項 Y接合の系を流れるカレント 独立なカレント成分は６つ 結果（１‐１) チャージカレントとスピンカレント の場合 ωはマイクロ波の周波数 チャージカレント スピンカレント 一番簡単な場合を考える ホッピングをカット！ さらに、簡単化。まずはスピンフリップの ある過程だけを見てみる。 Y接合 HM↓ HM↑ HM↓ HM↓とHM↑の接合系に相当 通常金属とHMの接合系に単純化 HM マグノン励起を表す は 今回 は平均場 として扱い、 対するスピンカレントの変化を見 てみる。 結果（１‐2） ダウンスピンの汲み出し HM↓ HM↑ HM↓ ダウンスピンが汲み出されてスピンカレン トが流れる。 結果（２） バイアスのかけ方とカレント チャージカ レント チャージカ レント チャージカ レント スピンカレント スピンカレント スピンカレント チャージカレントはポテンシャルの低いほうに流れ、ス ピンもポテンシャルの低いほうへ汲みだされる。 結果の考察と今後の課題 １．マグノン励起によるスピンの汲み出しが可能。 マグノン励起の平均場近似の妥当性は？ 2.電位差のかけ方次第でカレントは複雑 に変化。 Y接合系ならではの特徴をさらに調べる。 結果（２‐1） チャージカレ ント スピンカレント 依存性 の場合 結果（2‐2） チャージカレン ト スピンカレント 依存性 の場合 結果（2‐3） チャージカレン ト スピンカレント 依存性 の場合 マグノン励起によるクーパー対のトンネル機構 マグノン励起による可能なトンネル過程 HM中ではアップスピンしか伝導できない マグノン励起の伝搬の助けを借りて、クー パー対がトンネルできるようになる。 S.Takahasi, et.al Phys.Rev.Lett 99 057003 マグノン励起によるカレントの汲み出し マグノン励起 HM HM中ではアップスピンしか伝導できない 円偏光のマイクロ波を照射 マグノン励起がスピンフリップのあるトンネ ル過程を可能にし、スピンを汲み出せる はず。 Appendix(1) スピントランジスタ 特徴 スピン軌道相互作用でスピン偏極したスピンの向きを回転 スピントランジスタの駆動力は磁化の非平衡 情報記憶機能とスイッチング機能を併せ持つ新しい etc 課題 強磁性体から半導体へのスピン注入効率の改善etc Appendix(2)‐Notation‐ The retarded and advanced Green functions The retarded and advanced Green functions in energy space The lesser Green functions The lesser Green functions in energy space Appendix(3)‐Wide‐band limit‐ 状態密度 る。 、フェルミ分布関数をｆ（ω）として、以下のwide‐band limit近似をす に対しても同様に近似する。 Appendix(4‐1)‐運動方程式‐ 運動方程式 Appendix(4‐2)‐運動方程式(行列形式)‐ まずretarded とadvanced に対する方程式を解き 求めたいlesser green関数に対する方程式を得る。 各行列要素は以下の通り Appendix(5) ‐カレントのグリーン関数による表式‐ ただし とする The lesser Green functions in energy space 解析的表式の分析 フェルミ分布関数の差の形 になっていない の場合 のとき収束しない 結果 各リードの状態密度を ここで また、 とおき、 と無次元化した量ξ１、ξ２、ξ３を導入した はHMのspinの量子化軸をｚ方向にとったときの、 ｘｙ平面に対する傾き具合を表す。
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