ナノスケールデバイス：電子エンタングラーにおけるスピン交差相関実験

相関は多体系の記述における基礎である。しかし実験では、特に電子スピンについては、相関の微視的スケールでの評価が難しいことはよく知られている。超伝導体のクーパー対の電子が、逆向きのスピン射影で最大限スピンエンタングルした一重項状態を形成することは、理論的に確証されているにもかかわらず、これまでに実証されたスピン相関実験はない。今回我々は、クーパー対に由来する電子を放出する電子デバイスであるクーパー対スプリッターの、電流間のスピン交差相関の直接測定について報告する。我々は、隣接する超伝導構造に適合する強磁性体スプリットゲートを用いて、調整可能なスピンフィルターとして機能する2つの電子経路における量子ドットの透過を個別にスピン偏極させた。その結果、標準的な輸送実験と高感度相互コンダクタンス実験において、信号が検出された。我々は、このスピン交差相関が負で、スピン一重項放出と一致しており、主にゼーマン分裂量子ドット状態のオーバーラップに起因して理想値から外れることを見いだした。今回の結果は、ナノ電子デバイスにおいてスピン相関実験、特に三重項超伝導体やトポロジカルに非自明な超伝導体のような、磁場に敏感な超伝導デバイスに依存する実験を行うのに適した新しい手段や、重い粒子を用いてベル実験を行う新しい手段を実証している。

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