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Control and detection of spin in hybrid structures based on two-dimensional sheets

Research Project

Project/Area Number 16K04879
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nanostructural physics
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

HARA Masahiro  熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (50392080)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords二次元材料 / グラフェン / 酸化チタンナノシート / 水酸化ニッケルナノシート / スピン / 強磁性 / 分子吸着 / 電界効果トランジスタ / スピントロニクス / 酸化物ナノシート / スピン流 / マイクロ・ナノデバイス / スピンエレクトロニクス / 磁性 / 表面・界面物性
Outline of Final Research Achievements

We have investigated a control and a detection of spin in hybrid structures composed of two-dimensional sheet with thickness of a few atoms. In a graphene/titanium oxide nanosheet hybrid structure, adsorptions of water and oxygen molecules on the titanium oxide nanosheet strongly affect the transport in the graphene. To seek a novel ferromagnetic two-dimensional sheet, we started to study nickel hydroxide nanosheets. We have found that the nickel hydroxide nanosheets are converted to two-dimensional nickel metal structures by thermal annealing in vacuum.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近、原子数個分の厚さを持つ様々な二次元シートが見つかってきており、それらの特徴を活かした基礎研究や応用研究が世界中で盛んに行われている。本研究では二次元シート複合構造におけるスピン制御や検出(磁石としての性質を調べる)ことを念頭に研究を行った。その過程において、酸化チタンナノシートに吸着した分子を高感度に検出できることや、水酸化ニッケルナノシートを真空中で加熱することで、原子レベルに薄いニッケル磁石に変換できることを発見した。これらの結果は将来の高感度ガスセンサーや極めて薄い磁石を利用した電子素子に応用できることが期待される。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] グラフェン/水酸化ニッケルナノシート複合素子における電気伝導2020

    • Author(s)
      志手大輝,嘉月悠人,上地清太,伊田進太郎,原正大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン/酸化チタンナノシート複合FET 素子における分子吸着の影響2019

    • Author(s)
      吉田優介,井上大希,上地清太,志手大輝,嘉月悠人,船津麻美,下條冬樹,原正大
    • Organizer
      ナノ学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン電極を用いたチタニアナノシートの伝導特性2019

    • Author(s)
      井上大希,上地清太,志手大輝,嘉月悠人,船津麻美,原正大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化チタンナノシート表面における吸着水のAFM観察2019

    • Author(s)
      上地清太,井上大希,嘉月悠人,志手大輝,船津麻美,原正大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of molecule adsorption on a graphene /titanium oxide nanosheet hybrid FET device2019

    • Author(s)
      M. Hara, Y. Yoshida, D. Inoue, S. Uechi, D. Shite, Y. Katsuki, A. Funatsu, F. Shimojo
    • Organizer
      GRAPHENE WEEK 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水酸化ニッケルナノシートの構造及び磁性に対する加熱の効果2019

    • Author(s)
      原 正大,小林 遥希,船津 麻美,伊田 進太郎,下條 冬樹
    • Organizer
      電子情報通信学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン/酸化チタンナノシート複合素子における伝導特性2018

    • Author(s)
      吉田優介,井上大希,上地清太,船津麻美,原正大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Charge transfer in a graphene/titania nanosheet hybrid structure under UV irradiation2017

    • Author(s)
      Masahiro Hara, Tatsuya Imafuku, Kensei Takaki, Yuhsuke Naruo, Asami Funatsu, Hiroyuki Yokoi
    • Organizer
      Graphene 2017
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
    • Year and Date
      2017-03-28
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 化学剥離酸化マンガンナノシートのXMCD測定2017

    • Author(s)
      成尾友佑, 高木健誠, 沢田正博, 生天目博文, 谷口雅樹, 船津麻美, 原正大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 熊本大学大学院先端科学研究部基礎科学部門物理科学分野原研究室

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/physics/meso/index.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 熊本大学大学院先端科学研究部基礎科学部門物理科学分野原研究室

    • URL

      http://crocus.sci.kumamoto-u.ac.jp/physics/meso/index.html

    • Related Report
      2018 Research-status Report 2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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