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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Semiconductor spincurrentronics

Research Project

Project/Area Number 16H06330
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

白石 誠司  京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 裕一郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50618361)
Project Period (FY) 2016-05-31 – 2021-03-31
Keywordsスピンカレント / 電界制御 / スピン軌道相互作用
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は原子膜半導体である遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)MoS2に対してスピン計測用の垂直磁化膜を成長させ、当該電極とMoS2の間のショットキーバリアをゲート電圧印加によって実行的にゼロにできることを見出すとともに(NPG Asia Materials 2021. I.F.=10.0、及び新聞報道あり)、ワイル半金属である類似の原子膜物質であるWTe2において空間反転対称性の破れに伴う一種のスピン増幅効果が生じることを本提案でその実験技術をアップデートした電気的スピン計測手法で実証した(論文投稿中)。更にスピンカレント素子創出の最有力材料であることを本提案で実証したシリコンにおいて、従来の物性科学の常識を覆す人工的なスピン軌道相互作用(SOI)を、本質的にSOIの小さなシリコンに電界効果で創出できることを実験的に示した(Nature Materials 2021、I.F.=43.8、新聞報道あり)。また同じく本提案で当初想定を超える成果として見出した金属超薄膜におけるSOIのゲート制御の証左となる逆スピンホール効果の電界変調(2018年に実証)の逆効果である正スピンホール効果の電界変調にも成功し、Onsagerの相反性がここでも成立していることを示した(Scientific Reports 2021)。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] ワルターマイスナー研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ワルターマイスナー研究所
  • [Int'l Joint Research] ヴィクトリア大学ウェリントン(ニュージーランド)

    • Country Name
      NEW ZEALAND
    • Counterpart Institution
      ヴィクトリア大学ウェリントン
  • [Journal Article] Synthetic Rashba spin-orbit system using a silicon metal-oxide semiconductor2021

    • Author(s)
      S. Lee, H. Koike, M. Goto, S. Miwa, Y. Suzuki, N. Yamashita, R. Ohshima, E. Shigematsu, Y. Ando and M. Shiraishi
    • Journal Title

      Nature Materials

      Volume: 20 Pages: 1228

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulation of spin-torque ferromagnetic resonance with a nanometer-thick platinum by ionic gating2021

    • Author(s)
      R. Ohshima, Y. Kohsaka, Y. Ando, T. Shinjo and M. Shiraishi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 21779

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spin to charge conversion in Si/Cu/Ferromagnet systems investigated by ac inductive measurements2021

    • Author(s)
      E. Shigematsu, L. Liensberger, M. Weiler, R. Ohshima, Y. Ando, T. Shinjo, H. Huebl and M. Shiraishi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 103 Pages: 094430

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Approaching barrier-free contacts to monolayer MoS2 employing [Co/Pt] multilayer electrodes2021

    • Author(s)
      S. Gupta, F. Rortais, R. Ohshima, Y. Ando, T. Endo, Y. Miyata and M. Shiraishi
    • Journal Title

      NPG Asia Materials

      Volume: 13 Pages: 13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant spin Hall angle in the Heusler alloy Weyl ferromagnet Co2MnGa2021

    • Author(s)
      6)L. Leiva, S. Granville, Y. Zhang, S. Dushenko, E. Shigematsu, T. Shinjo, R. Ohshima, Y. Ando and M. Shiraishi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 103 Pages: L041114

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Remarks] シリコンの新しいスピン物性を発見

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-06-11

  • [Remarks] 原子膜半導体のスピン機能開拓に前進

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-02-09

  • [Remarks] ワイル強磁性体の新しいスピン機能の発見

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-02-02

URL: 

Published: 2022-12-28  

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