対称性操作による3次元的スピン流制御手法の開発

• Project/Area Number: 25K01298
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: 杉本 聡志 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, 主任研究員 (90812610)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 康史 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10757131)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2029: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2028: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2025: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
• Keywords: スピントロニクス / スピン軌道トルク / 薄膜作製技術 / スピン偏極

Outline of Research at the Start

薄膜ヘテロ接合における電流-スピン流変換により生じるスピン軌道トルクは、高効率の電気的スピン制御を可能とする反面、その固定的なスピン偏極方向によりデバイス動作に幾何学的な制約が生じることが知られている。本研究では、“バンド構造の対称性操作”という方法論を導入し、既存の積層構造では禁則されていた異方的偏極成分の生成し、3次元的なスピン偏極ベクトルを設計することで、不揮発性メモリデバイスの書き込みプロセスを刷新や新規デバイスの創出を議論する。