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2015 Fiscal Year Annual Research Report

シリコン中の蓄積スピンと純スピン流物性の研究

Research Project

Project/Area Number 25246019
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

白石 誠司  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30397682)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 裕一郎  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50618361)
Project Period (FY) 2013-05-31 – 2016-03-31
Keywordsスピントロニクス / シリコン / スピントランジスタ / スピン依存ゼーベック効果 / スピンカロリトロニクス
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である27年度は、(1)スピンMOSトランジスタの高性能化、(2)シリコンスピン素子を用いたスピンカロリトロニクス効果の研究、の2点を研究の主眼とした。
(1)のスピンMOSトランジスタの研究では、素子構造の更なる改良により室温において、通常のFET素子のon/off比が5桁得られると同時にスピン信号のon/off比も3桁以上得られる素子の創出に成功した。(2)のスピンカロリトロニクス効果の研究では、縮退領域・非縮退領域にあるシリコンスピンチャネルにおいて、スピン依存ゼーベック効果に起因する純スピン流及びスピン偏極電流の生成及びそれによるスピン信号の観測に室温で成功した。更に非縮退領域にあるシリコンをチャネルとするシリコンスピンMOSトランジスタ素子において、スピンカロリトロニクス効果によるスピン信号をゲート電圧によって変調することにも成功した。
以上のように電気的・熱的に生成したシリコン中のスピンカレントをゲート電圧で自在に制御するという大きな成果を達成することができた。
尚、今年度は本研究の成果の一部に対して応用物理学会シリコンテクノロジー分科会論文賞(2014年度に発表の論文に対して)、及び応用物理学会英語講演奨励賞(大学院学生に対して)が授与された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Room-temperature operation of Si spin MOSFET with high on/off spin signal ratio2015

    • Author(s)
      Takayuki Tahara, Hayato Koike, Makoto Kameno, Tomoyuki Sasaki, Yuichiro Ando, Kazuhito Tanaka, Shinji Miwa, Yoshishige Suzuki, and Masashi Shiraishi
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 8 Pages: 1-3

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/APEX.8.113004

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] シリコンスピンMOSFETにおける熱により生成されたスピン信号へのゲート電圧による効果2016

    • Author(s)
      Naoto Yamashita
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-21
  • [Presentation] Thermal spin injection and transport in non-degenerate n-type Si2016

    • Author(s)
      Naoto Yamashita
    • Organizer
      2016 Joint MMM-Intermag Conference
    • Place of Presentation
      San Diego, California
    • Year and Date
      2016-01-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantitative investigation of the relationship between spin drift and spin signal in spin-MOSFET2016

    • Author(s)
      Takayuki Tahara
    • Organizer
      2016 MMM-Intermag joint conference
    • Place of Presentation
      San Diego, California
    • Year and Date
      2016-01-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observation of Joule-heating-induced spin magnetoresistance in non-degenerate n-type Si2015

    • Author(s)
      Naoto Yamashita
    • Organizer
      第76回 応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] シリコンベース・スピントロニクスデバイスの将来展望2015

    • Author(s)
      Yuichiro Ando
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-15
  • [Presentation] Investigation of gate-voltage dependence of spin accumulation signal in nondegenerate Si2015

    • Author(s)
      Takayuki Tahara
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-14
  • [Presentation] Demonstration of spin-MOSFET using n-type Si at room temperature2015

    • Author(s)
      Makoto Kameno
    • Organizer
      20th International Conference on Magnetism
    • Place of Presentation
      Barcelona,spain
    • Year and Date
      2015-07-06
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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