2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノヘテロ構造におけるスピン注入とスピン蓄積の理論
| Project Area | Creation and control of spin current |
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19048022
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
井上 順一郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60115532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 博介 関西大学, 理工学部, 准教授 (00293671)
大成 誠一郎 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80402535)
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| Keywords | 強磁性・半導体接合 / スピン注入 / スピントロニクス / スピンホール効果 / グラフェン |
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| Research Abstract |
磁性と伝導に関わるスピントロニクス分野における重要なキーワードは,「磁場よる電流制御」と「電流による磁性制御」である。半導体スピントロニクスの分野において,前者の手法を用いる新奇デバイスであるスピンFETが期待されている。その実現に向けて,半導体へのスピン注入効率の理論的解明,および強磁性体/グラフェン/強磁性体接合における磁気抵抗効果の数値シミュレーションを実行した。具体的研究成果を以下に記す。
1)強磁性体/半導体接合におけるスピン注入:ショットキー障壁を介して流れるトンネル電流のスピン分極率に対して,界面電子状態が重要となることを指摘してきたが,特にショットキー障壁内の共鳴準位が決定的役割を果たすことを確認した。このことは,スピンFET実現において,接合界面の構造制御が重要であることを示唆するものである。
2)グラフェンを用いた強磁性接合系における磁気抵抗効果:強磁性金属/グラフェン/強磁性金属接合における磁気抵抗効果を,現実的電子状態と現実的接合構造を用いて計算した。その結果Ni合金において大きな磁気抵抗効果が得られることを示した。その発現機構として,接合界面における電子状態の変化が重要な役割を担うことを明らかにした。
また,「電流による磁性制御」と密接に関係する現象であるスピンホール効果に関してこれまで行なってきた研究の成果を総合報告として発表した。なお,本特定領域内の実験グループとの連携を図るため,研究課題として加えた「ハーフメタルを用いた強磁性接合系の層間交換結合の解明」に対する研究成果の論文発表を行なった。
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