2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of spin related phenomena in silicon
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19H02197
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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, 准教授 (50618361)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / シリコン / 界面 / ラシュバ / スピン操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は特に近接効果による強いスピン軌道相互作用やトポロジカル表面状態の導入することを検討した．昨年度の研究でSiとSiO2界面でも比較的大きなラシュバ効果が発現しており，電界によるスピン操作が可能であることが判明した．シリコン原子と酸素原子は比較的軽元素であり，元素固有のスピン軌道相互作用は大きくないと考えられるが，そのような効果が観察できたのは予想外であった．よりスピン軌道相互作用が大きいゲート絶縁体とシリコンとの界面を形成すれば，シリコン反転層等でスピンの向きを効率的に変調できる可能性がある．この場合強磁性体ソースドレイン間で輸送されるスピンの向きは平行・反平行以外のさまざまな方向を向くため，実際に変調が実現したか否かを確認する手法が必要である．本研究ではその技術を確立する為，予めノンコリニアな配置にした強磁性体ソース・ドレインでのスピン輸送を行い，どのようにすれば元の角度が判明するかを検討した．その結果，面直方向に弱い磁界を印加し，スピンドリフト効果を活用することにより，スピンの向きを精密に再調整することにより，任意のスピンの検出を一意に可能とする手法を開発した．本手法は今後のラシュバ効果の研究において非常に強力な武器になると考えている．それ以外の研究としては1素子でNAND/ORの切り替え可能なスピン論理演算素子を室温で実証することに成功したほか，ラシュバ界面におけるハンル効果の解析方法について再構築を行った．
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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