Development of optical spin conversion function in two-dimensional layered materials by interfacial proximity effect

Research Project

Project/Area Number	25K01659
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 29010:Applied physical properties-related
Research Institution	National Institutes for Quantum Science and Technology
Principal Investigator	境誠司国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所量子機能創製研究センター, 上席研究員 (10354929)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	橋本克之東北大学, 理学研究科, 助教 (30451511) 岩澤英明国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所放射光科学研究センター, 上席研究員 (90514068) 李松田国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (90805649)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000) Fiscal Year 2027: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Keywords	光スピン制御 / 二次元材料 / 近接効果 / 電子スピン共鳴 / 光電子分光
Outline of Research at the Start	次世代ネットワークの根幹をなす光電融合の実現は、高速・省電力な光電変換機能の創出が鍵を握る。本研究では、スピン・バレー結合したスピン分極バンドを持つ遷移金属ダイカルコゲナイドとスピン輸送性に優れるグラフェンのヘテロ構造に着目し、同ヘテロ構造の界面近接効果に基づく光・スピン流間の情報変換の研究を行う。界面等の状態を制御したヘテロ構造を作製し、角度分解光電子分光による界面電子構造の分析と抵抗検出電子スピン共鳴によるキャリアのスピン特性の評価を行い、ヘテロ構造界面の近接効果を解明する。さらに、円偏光照射による光スピン変換の研究を行い、光励起スピン流の高効率生成と電界効果による制御を実現する。