2015 Fiscal Year Annual Research Report
電子スピン共鳴電流を利用した新規有機スピンデバイスの開発と基盤技術の創生
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25288117
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
鐘本 勝一 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40336756)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電子スピン共鳴 / 有機半導体 / 変位電流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、半導体スピン物性として、電子スピン共鳴（ESR）時に誘起される電流が注目されており、量子情報系への展開が世界的規模で図られている。申請者は近年、ポリマーダイオードを改変することによって、従来の最高値をはるかに凌ぐほどにESR時の電流を増強させることに成功した。本年度は、その機構解明に特に力を入れた。まず、それらESR誘起電流の、光照射後の経過時間依存性を計測した。その結果、光照射とともに定常光電流が顕著に減少し、それに対応するようにESR誘起電流が増加することがわかった。また、その増加過程を、分光により計測するシステムを構築し、実際に、ESR誘起電流の増強とともに発生する状態を分光計測した。特に、スピンペアの振る舞いを分光計測から調べるシステムも構築した。その結果、光照射とともにトラップキャリヤが生成し、それが誘起電流を発現させていることがわかった。また、それら変化の観測と並行し、光照射とともに、電気容量が変化し、ESRによるその容量の変化が、ESR誘起電流の起源であると結論できた。最終的に、磁気キャパシタンス効果の発現機構は以下にまとめられた。まず、空気処理により素子内にトラップサイトが形成され、光キャリアがトラップされ、ペア状態が生成される。ESRはスピン遷移を引き起こし、ペアが生成もしくは解離するために素子内のキャリア数が増減する。この変化が誘電率変化として現れる。このような、空気処理で発生するトラップ状態の磁気特性への寄与は、これまで存在が示唆されてきたが、発生を実際に証明し、機構まで明らかにしたのは過去に例が無い。あいにく、論文投稿までは間に合わなかったが、現在執筆中で、非常にインパクトが高い研究成果を上げることができた。また、以上の実験に加えて、ラジオ波照射の効果についても調べたが、水素核の振動数に合わせた際、電流ESR信号が変化することも確認できた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
