Spin transport enginnering in surface and interface states of semiconductors

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H06089
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Electron device/Electronic equipment
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ando Yuichiro 京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (50618361)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 半導体 / スピントロニクス / 界面 / 表面

Outline of Final Research Achievements

Spin transport properties in the surface and interface states of (A)inversion layer of silicon and germanium (B)two dimensional electron gases in GaAs based HEMT structure, (C) topological insulators, and (D)LaAlO3/SrTiO3 two dimensional electron gases were investigated. As for the (C)surface states of the topological insulators, a clear reciprocal spin-charge interconversion was demonstrated in copper-based lateral spin valves with topological insulators. The Rashba length, an indicator of spin-charge conversion efficiency was estimated to be more than 10 nm which is the longest value reported so far. As for the (D) LaAlO3/SrTiO3 study, proximity induced anisotropic magnetoresistance effect was detected indicating ferromagnetism in LaAlO3/SrTiO3 two dimensional electron gases.

Free Research Field

半導体スピントロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LSIは構成素子の微細化により高性能化を果たしてきたが，現在，様々な要因から物理的限界に直面しつつある．そのような中，電子のスピンを活用するスピントロにクスが注目されている．これまでのスピントロニクスの研究はバルク材料を対象としてきた．しかし，デバイスの微細化に伴い表面・界面の寄与・影響が顕在化している．したがって，実用レベルの微細デバイスでは表面・界面を対象としたスピントロニクス技術が極めて重要になると考えられる．本研究ではこのような界面や表面をフィールドとしたスピントロニクス技術を確立することを目的とする．