2018 Fiscal Year Annual Research Report
Spin transport enginnering in surface and interface states of semiconductors
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16H06089
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
安藤 裕一郎 京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (50618361)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 半導体 / 界面 / 表面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は過去2年間で順調に進展している研究内容である（C)トポロジカル絶縁体の表面状態におけるスピン輸送特性解明および，全く新しい界面状態として(D)酸化物ヘテロ界面におけるスピン輸送特性の解明を中心に研究を行った．以下，これらの研究成果について簡潔に説明する．
(C)トポロジカル絶縁体では昨年度まで行っていた銅チャネルスピンバルブ素子を用いたスピン流電流変換現象について詳細に検討した．その結果，スピン流と電流の変換効率であるラシュバエデルシュタイン長は5Kで10nm以上とこれまで報告されている物質の中で最長であることが判明した．
(D)酸化物ヘテロ界面はLaAlO3/SrTiO3に着目した．その界面には二次元電子層が形成される．我々は室温における二次元電子層のスピン輸送に成功し，スピン拡散長は室温で300nm程度と極めて長いことを報告した．一方，d軌道電子が存在している二次元電子層は，わずかな特性変調により強磁性体化する可能性がある．もしそのようなことが可能であれば、二次元電子層内部に強磁性層と非磁性層を作り分けることができ，人工的な接合のないスピンデバイスを形成できる可能性がある．そこで本年度は強磁性体を蒸着することによる近接効果強磁性体の実現およびスピン輸送起因の磁気抵抗効果の実現を目指し研究を実施した．実際に強磁性体を堆積したLaAlO3/SrTiO3二次元電子層の磁気抵抗効果を測定したところ，平行・反平行磁化配置の切り替えに伴う抵抗変化は観測されなかったが，異方性磁気抵抗効果に起因すると考えられる三角形状の磁気抵抗効果信号が観測された．接合した強磁性体自体の異方性磁気抵抗効果で期待される信号は数桁小さく，更に極性が反対である．従って，LaAlO3/SrTiO3界面が強磁性体化し，その近接効果により発現した異方性磁気抵抗効果の可能性が高いことが判明した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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