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位相不変量をもつスピン現象の理論研究及びその応用デバイスの設計

研究課題

研究課題/領域番号 24560001
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関北海道大学

研究代表者

近藤 憲治  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (50360946)

研究分担者 海住 英生  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (70396323)
連携研究者 笹倉 弘理  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (90374595)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードスピントロニクス / 物性理論 / 第一原理計算 / 磁性 / スピン輸送
研究成果の概要

スピン量子十字構造素子なるものを提案し、それをモデルデバイスとして、スピン伝導の計算を行った。本研究課題では、近年話題になっているバルクとしては絶縁体で、表面は金属であるという奇妙な性質を有するトポロジカル絶縁体を電極に用いた場合のスピンコンダクタンスを計算した。トポロジカル絶縁体のバンド構造は、時間反転対称性で決まっているため、これを制御するために、表面に時間反転対称性を破る磁性絶縁体を蒸着したモデルを考え、その磁化の関数として、スピンコンダクタンスを計算した。その結果、磁化によって、スピンコンダクタンスを制御することが可能であることが分かり、新規なスピン素子として有望である事が判明した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Validity of the Free Electron Model for Two-Dimensional Electrodes2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 雑誌名

      Material Research Society Symposium Proceedings

      巻: 1753

    • DOI

      10.1557/opl.2015.112

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties on FeAl Stripes and Dots Induced by Nanosecond Pulsed Laser Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, Y. Yoshida, S. Watanabe, K. Kondo, A. Ishibashi and K. Yoshimi
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 38 号: 4 ページ: 157-161

    • DOI

      10.3379/msjmag.1407R001

    • NAID

      130004951221

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin transport in normal metal/insulator/topological insulator coupled to ferromagnetic insulator structures2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 115 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4852119

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties on the Surface of FeAl Stripes Induced by Nanosecond Pulsed Laser Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, Y. Yoshida, S. Watanabe, K. Kondo, A. Ishibashi and K. Yoshimi
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 115 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4862376

    • NAID

      120005457016

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focused Magneto-Optic Kerr Effect Spectroscopy in Ni75Fe25 and Fe Ferromagnetic Thin Films on Organic Substrates2013

    • 著者名/発表者名
      K. Kondo, H. Kaiju and A. Ishibashi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 1R ページ: 130011-130015

    • DOI

      10.7567/jjap.52.013001

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanopatterns induced by pulsed laser irradiation on the surface of an Fe-Al alloy and their magnetic properties2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, K. Oosawa, S. Watanabe, H. Kaiju, K. Kondo, A. Ishibashi and K. Yoshimi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 102 号: 18 ページ: 1831091-1831094

    • DOI

      10.1063/1.4804363

    • NAID

      120005228655

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical effect of spin-dependent transport in a tunnel barrier on enhanced Hanle-type signals observed in three-terminal geometry2012

    • 著者名/発表者名
      T. Uemura, K. Kondo, J. Fujisawa, K.-i.Matsuda, and M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: vol.101 号: 13

    • DOI

      10.1063/1.4754545

    • NAID

      120004883874

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Nickel/ Organic-Molecules/Nickel Nanoscale Junctions Utilizing Thin-Film Edges and Their Structural and ElectricalSiGe2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, K. Kondo, N. Basheer, N.Kawaguchi, S. White, A. Hirata, M. Ishimaru, Y. Hirotsu and A. Ishibashi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 51 号: 6R ページ: 652021-652028

    • DOI

      10.1143/jjap.51.065202

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Transport in Ferromagnet/Semiconductor/Ferromagnet Structures with Cubic Dresselhaus Spin-Orbit-Interaction2012

    • 著者名/発表者名
      近藤憲治
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111 号: 7

    • DOI

      10.1063/1.3677799

    • NAID

      120005463896

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリエチレンナフタレート有機膜上の Co 強磁性薄膜における表面粗さと磁気特性2012

    • 著者名/発表者名
      海住英生、阿部太郎、近藤憲治、石橋晃
    • 雑誌名

      Journal of the Vacuum Society of Japan

      巻: 55 号: 4 ページ: 187-190

    • DOI

      10.3131/jvsj2.55.187

    • NAID

      10030563138

    • ISSN
      1882-2398, 1882-4749
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Longitudinal ana transverse exciton-spin relaxation in a single InAsP quantum dot embedded inside a standing InP nanowire using photoluminescence spectroscopy2012

    • 著者名/発表者名
      笹倉弘理
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 85 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.075324

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Morphologies and Magnetic Properties of Fe and Co Magnetic Thin Films on Polyethylene Naphthalate Organic Substrates2012

    • 著者名/発表者名
      海住英生
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111 号: 7

    • DOI

      10.1063/1.3670609

    • NAID

      120005463895

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spin Injection to Semiconductor from Topological Insulator Coupled to Ferromagnetic Insulator through the Barrier2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 学会等名
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium joined with the 3rd International Symposium of Nano-Macro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
    • 発表場所
      Gateaux Kingdom Sapporo (Hokkaido・Sapporo)
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] AC impedance characteristics of Co/Alq3/Ni75Fe25 junctions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sakashita, Y. Kamaya, H. Kaiju, K. Kondo and A. Ishibashi
    • 学会等名
      The 15th Ries-Hokudai International Symposium joined with the 3rd International Symposium of Nano-Macro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
    • 発表場所
      Gateaux Kingdom Sapporo (Hokkaido・Sapporo)
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Validity of the Free Electron Model for Two-Dimensional Electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 学会等名
      2014 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston (USA)
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ni75Fe25/Alq3/Co接合における交流インピーダンス特性2014

    • 著者名/発表者名
      坂下 友規、釜谷 悠介、海住 英生、近藤 憲治、石橋 晃
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フォトンフォトキャリア直交型高効率太陽電池用導波路の検討2014

    • 著者名/発表者名
      谷口 朝哉、河西 剛、近藤 憲治、石橋 晃
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 障壁を介したトポロジカル絶縁体から半導体へのスピン注入2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 憲治
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会2014
    • 発表場所
      中部大学 春日井キャンパス (愛知県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spin transport in normal metal/insulator/topological insulator coupled to ferromagnetic insulator structures2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 学会等名
      The 58th Annual Magnetism and Magnetic Materials Conference
    • 発表場所
      Sheraton Denver Downtown Hotel (Denver, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic properties on the surface of an Fe52Al48 alloy induced by nanosecond pulsed laser irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, Y. Yoshida, K. Oosawa, S. Watanabe, K. Kondo, A. Ishibashi and K. Yoshimi
    • 学会等名
      The 58th Annual Magnetism and Magnetic Materials Conference
    • 発表場所
      Sheraton Denver Downtown Hotel (Denver, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Negative Magnetoresistance in Ferromagnet/Semiconductor/Ferromagnet Structures with Cubic Dresselhaus Spin-Orbit-Interaction2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 学会等名
      The 14th RIES-Hokudai International Symposium
    • 発表場所
      Gateaux Kingdom Sapporo (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Properties of Fe and Co Thin Films on Polyethylene Naphthalate Organic Substrates2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, K. Kondo, and A. Ishibashi
    • 学会等名
      The 14th RIES-Hokudai International Symposium
    • 発表場所
      Gateaux Kingdom Sapporo (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-organized Nanodot-like Patterns and their Magnetic Properties on the Surface of an FeAl alloy by Nanosecond Pulsed Laser Irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, S. Watanabe, H. Kaiju, K. Kondo, A. Ishibashi, and K. Yoshimi
    • 学会等名
      The 14th RIES-Hokudai International Symposium
    • 発表場所
      Gateaux Kingdom Sapporo (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni-based Nanoscale Junctions Utilizing Thin-Film Edges2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, K. Kondo, M. Ishimaru, Y. Hirotsu, and A. Ishibashi
    • 学会等名
      2nd International Congress on Advanced Materials
    • 発表場所
      Zhenjiang Mingdu Hotel (Zhenjiang, China)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Nanoscale Junctions Utilizing Thin-Film Edges and Their Structural and Electrical Properties2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, K. Kondo, M. Ishimaru, Y. Hirotsu, and A. Ishibashi
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research 2013
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel (Jeju Island, South Korea)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Ni-based Nanoscale Junctions Utilizing Thin-Film Edges and Their Structural and Electrical Properties2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, K. Kondo, M. Ishimaru, Y. Hirotsu, and A. Ishibashi
    • 学会等名
      The 2013 Energy, Materials and Nanotechnology Fall Meeting
    • 発表場所
      DoubleTree by Hilton Hotel (Florida, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2次元金属電極における自由電子近似の妥当性2013

    • 著者名/発表者名
      近藤憲治
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会2013
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 集光型磁気光学Kerr効果によるCo/PENの磁気光学定数の決定と表面磁性2013

    • 著者名/発表者名
      近藤憲治、海住英生、石橋 晃
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会2013
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Co/Alq3/Ni75Fe25接合における電気・磁気・構造特性2013

    • 著者名/発表者名
      釜谷 悠介、海住 英生、近藤 憲治、石橋 晃
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会2013
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Co/PENにおける面内磁気光学カー効果の回転磁場依存性2013

    • 著者名/発表者名
      海住 英生、近藤 憲治、阿部 太郎、石橋 晃
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会2013
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザー照射によるFeAl表面ナノパターンとその磁気特性2013

    • 著者名/発表者名
      吉田裕、大澤和也、渡辺精一、海住英生、近藤憲治、石橋晃、吉見亨祐
    • 学会等名
      2013年日本金属学会春季講演大会
    • 発表場所
      東京理科大学神楽坂キャンパス (新宿区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 薄膜エッジを利用したナノスケール接合の作製とその電気伝導特性2013

    • 著者名/発表者名
      海住英生、近藤憲治、石丸学、弘津禎彦、石橋晃
    • 学会等名
      物質・デバイス領域共同研究拠点研究会
    • 発表場所
      北海道大学電子科学研究所1F会議室 (札幌)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザー照射したFe52Al48表面の磁気特性2013

    • 著者名/発表者名
      海住英生、吉田裕、大澤和也、渡辺精一、近藤憲治、石橋晃、吉見享祐
    • 学会等名
      第37回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (札幌)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Tunnel barrier thickness dependence of Hanle-type signals in CoFe/MgO/n-Si and CoFe/MgO/n-Ge junctions investigated through three-terminal configuration2012

    • 著者名/発表者名
      T. Uemura, L. F. G, J. Fujisawa, K. Kondo, K. Matsuda and M. Yamamoto
    • 学会等名
      2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都 )
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次のDresselhaus-スピン軌道相互作用下の強磁性 体/半導体/強磁性体における負の磁気抵抗2012

    • 著者名/発表者名
      近藤 憲治
    • 学会等名
      2012日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 (横浜)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 集光型磁気光学Kerr効果による有機基板上の強磁性 薄膜(Ni75Fe25ならびにFe)の表面磁性2012

    • 著者名/発表者名
      近藤 憲治、海住 英生、石橋 晃
    • 学会等名
      2012日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 (横浜)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリエチレンナフタレート有機膜上のCo、Fe強磁性薄膜における磁気特性2012

    • 著者名/発表者名
      海住 英生、阿部 太郎、近藤 憲治、石橋 晃
    • 学会等名
      2012日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 (横浜)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni75Fe25/Alq3/Co接合における電流電圧特性に関す る研究2012

    • 著者名/発表者名
      釜谷 悠介、海住 英生、近藤 憲治、石橋 晃
    • 学会等名
      2012日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 (横浜)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 薄膜エッジを用いたナノスケール接合の作製とその電気伝導特性2012

    • 著者名/発表者名
      海住 英生、近藤 憲治、石橋 晃
    • 学会等名
      附置研究所アライアンス「次世代エレクトロニクス」グループ(G1)分科会
    • 発表場所
      加藤科学振興会軽井沢研修所 (長野県軽井沢町)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Negative Magnetoresistance in Ferromagnet/Semiconductor/Ferromagnet Structures with Cubic Dresselhaus Spin-Orbit-Interaction2012

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kondo
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Busan Exhibition Convention Center (Korea)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Focused Magneto-Optic Kerr Effect Spectroscopy in Ni75Fe25 and Fe Ferromagnetic Thin Films on Organic Substrates2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kondo, H. Kaiju and A. Ishibashi
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Busan Exhibition Convention Center (Korea)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Properties of Co Thin Films on Polyethylene Naphthalate Organic Substrates2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kaiju, T. Abe, K. Kondo and A. Ishibashi
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Busan Exhibition Convention Center (Korea)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] MgO thickness dependence of spin accumulation signal in Co50Fe50/MgO/Si2012

    • 著者名/発表者名
      T. Uemura, K. Kondo, J. Fujisawa, K. Matsuda and M. Yamamoto
    • 学会等名
      2012 IEEE International Magnetics Conference
    • 発表場所
      Vancouver Convention Center (Canada)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Recent Res. Devel. Applied Phys2012

    • 著者名/発表者名
      Hideo Kaiju, Kenji Kondo, Manabu Ishimaru, Yoshihiko Hirotsu, Akira Ishibashi
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      Transworld Research Network
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] スピン量子十字構造素子ならびにスピン伝導の研究

    • URL

      http://qed4.es.hokudai.ac.jp/SpinQuantumCross2.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Research in spin quantum cross structure devices

    • URL

      http://qed4.es.hokudai.ac.jp/en/SpinQuantumCross.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] スピン量子十字構造素子ならびにスピン伝導の研究

    • URL

      http://qed4.es.hokudai.ac.jp/SpinQuantumCross.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Research in spin quantum cross structure devices

    • URL

      http://qed4.es.hokudai.ac.jp/en/SpinQuantumCross.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] スピン量子十字構造デバイスのトランスポート理論

    • URL

      http://qed4.es.hokudai.ac.jp/SpinQuantumCross.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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