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Study on spin accumulation in Si using non-linear effect among charge and spin

Research Project

Project/Area Number 17F17362
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

白石 誠司  京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) RORTAIS FABIEN  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-11-10 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsシリコン / スピン流 / 非線形効果 / スピン蓄積 / スピントロニクス / 非線型効果
Outline of Annual Research Achievements

シリコン中のスピン輸送・スピン蓄積技術をキー技術として、スピン蓄積量にバンド構造依存性があることを利用した非線形なスピン蓄積効果の検出を目的として研究を行ってきた。

最終年度の2019年度には、室温でスピン輸送できるシリコンスピントランジスタを基盤デバイスとし、さらに非線形信号を検出するための非磁性電極を複数個配置した新しいデバイスを作製し、実験を行った。その結果、従来強磁性電極でなければスピン信号の検出はできないと考えられていたにも関わらず、スピン蓄積の非線形に起因する電圧を非磁性金属電極を用いて観測することに成功した。非線形信号の観測にはロックインアンプを用い、その第2高調波成分を取り出す手続きが必要であるために、目指す非線形効果に起因する信号以外に、スピン依存ゼーベック効果やスピン信号そのもののバイアス電圧依存性、強磁性電極直下にスピン注入のために挿入している絶縁トンネル障壁層由来の単純な電流電圧特性の非線形性など、様々な効果が重畳してくることも同時に見出すことができたが、注意深い実験と解析により、sizableな非線形効果として取り出していることを確認することができた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Spin-orbit coupling induced by bismuth doping in silicon thin films2018

    • Author(s)
      F. Rortais, S. Lee, R. Ohshima, S. Dushenko, Y. Ando, and M. Shiraishi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 113 Issue: 12 Pages: 122408-122408

    • DOI

      10.1063/1.5046781

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Induced Spin-Orbit Coupling in Silicon Thin Films by Bismuth Doping2019

    • Author(s)
      F. Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • Organizer
      APS March Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Induced Spin-Orbit Coupling in Silicon Thin Films by Bismuth Doping2019

    • Author(s)
      F. Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • Organizer
      14th Joint MMM-Intermag
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Induced Spin-Orbit Coupling in Silicon Thin Films by Bismuth Doping2018

    • Author(s)
      F. Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • Organizer
      21st ICM
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Induced Spin-orbit coupling in silicon thin films by bismuth doping2018

    • Author(s)
      F.Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Induced Spin-orbit coupling in silicon thin films by bismuth doping2017

    • Author(s)
      F.Rortais
    • Organizer
      Nano Spin Conversion Summer Workshop
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Induced Spin-orbit coupling in silicon thin films by bismuth doping2017

    • Author(s)
      F.Rortais
    • Organizer
      Nano Spin Conversion annual report meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-11-13   Modified: 2024-03-26  

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