Development of a spin pressure detection probe and real space spin mapping method

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K18934
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 保原 麗 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (30568176)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Keywords: グラフェン / スピン / SPM / プローブ / SiC

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、グラフェンの高い強度・長いスピン拡散長といった特性と、強磁性体と常磁性体に発生する電圧がスピン圧に比例する現象を利用し、スピン圧を測定できる、頑強な直接接触型のプローブを開発することを目指している。
本年度はSiC熱分解法によるグラフェンのエピタキシャル成長プロセスを確立した。グラフェンはスピン伝達経路及び接触部分に用いる予定のため、均質で高品位に製膜する必要がある。SiCの熱分解法では、通電やマイクロ波加熱等を用いることが多いが、本研究では均質な製膜のために傍熱型の加熱装置を製作し、高品質なグラフェンの安定的な製膜に成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の予定であったグラフェン成長プロセスは確立できた。

Strategy for Future Research Activity

グラフェンを用いたスピン伝達回路の形成にはエッチング・アッシング等によるグラフェンの切削が必要になる。また、スピン圧検出回路、注入回路を作成するには金属の製膜が必要となる。グラフェンは安定な物質で濡れ性が悪く、グラフェン上でこれらの微細加工を行うには経験が必要となる。次年度はグラフェン上の微細加工を重点的に研究する予定である。

Causes of Carryover

高額な測定装置を本年度に購入する予定であったが、製造メーカーで部品供給に問題があり、測定装置の納期が非常に長くなったために購入を延期し、一時的に貸借することとした。
当面はプローブの製作が多く、測定は行わないために計画に問題はない。