半導体：ハイブリッド超伝導ナノワイヤーにおける一重項と三重項のクーパー対の分裂

天然に存在する大半の超伝導体では、スピンの向きが逆の電子がクーパー対を形成している。これには、アルミニウムなどの従来型s波超伝導体だけでなく、高転移温度のd波超伝導体も含まれる。平行スピンの電子からなるクーパー対を持つp波超伝導材料は、期待の持てる進展があるものの、決定的には特定されておらず、合成もされていない。その代わりに、s波超伝導体を磁性材料と接触させた人工的なプラットフォームでは、平行スピン対形成の説得力のある証拠が示されている。今回我々は、スピン偏極した量子ドット間の平行スピン対形成を直接測定した。この対形成は、強いスピン–軌道相互作用によってs波超伝導体から半導体ナノワイヤーに近接誘導される。我々は、クーパー対が壊れるとスピン偏極が等しい2つの電子が得られることを示すことで、そうした対形成を実証した。今回の結果は、量子ドット間の一重項対形成と三重項対形成の制御可能な検出を実証している。このような三重項対形成を一連の量子ドットで実現することは、人工的なキタエフ鎖の実現に必要であると思われる。

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