2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25889003
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Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井口 亮 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40707717)
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| Project Period (FY) |
2013-08-30 – 2015-03-31
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| Keywords | スピントロニクス |
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| Research Abstract |
強磁性体中のスピンの集団運動であるスピン波を用いて、従来とは異なるスピン流の検出手法を創出することを目的とし、研究を進めた。平成25年度は、スピン蓄積を用いたスピン波変調を通した伝導電子スピン流の制御に向けて、円偏光による強磁性体/半導体構造でのスピン蓄積生成のための実験系の構築と試料作製条件の最適化を行った。
強磁性体としてFeを、半導体としてSiドープ n型GaAsを用いたFe/n-GaAs構造を作製し、電気抵抗測定および強磁性共鳴測定から試料の評価を行った。本研究に際しては、強磁性層の特性と強磁性体の半導体との界面特性が重要である。そのため、半導体基板上への強磁性層の形成に関して、様々な半導体界面の処理を試み、良質な強磁性共鳴特性が得られる試料作成条件を決定した。
実験系としては、赤色レーザーを用いた円偏光が導入可能な光学系を構築を完了し、強磁性共鳴によるスピン波励起のためのマイクロ波導波路の導入中である。光学系として、入射光の角度依存性や、PEMを用いたロックイン法による高精度測定技術を導入した。Fe/GaAsにおけるカー効果による強磁性層の評価を行い、試料の特性および測定系の信頼性を確認した。また、熱励起されたスピン波のスピン蓄積の変調による電圧生成を測定するため、試料端に生成される電圧の円偏光の偏光依存性の測定を行った。今後、電圧測定手法の信頼性の向上を行い、マイクロ波の導入と合わせて、本研究原理の実証を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成25年度は強磁性金属/半導体接合におけるスピン蓄積の及ぼす効果の検証を終了し、強磁性金属において熱およびマイクロ波によって励起された表面スピン波による伝導電子スピン流の検出に着手する予定であった。しかしながら、前者の強磁性金属/半導体構造におけるスピン蓄積の確認に時間を要した。また、マイクロ波によってスピン波を励起した際に付随した電圧について整理する必要があり、これの計算に時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究を加速するべく、外部協力者と連携し、常磁性金属Pt/半導体界面におけるスピン流の定量評価技術を用いた評価を並行して行い、強磁性金属/半導体構造における起電力のより詳細な評価手法を確立させる。また、平成25年度に設計を終えたマイクロ波回路の導入を完了させ、室温で熱励起されたスピン波のみならず、マイクロ波により励起されたスピン波の変調によるスピン起電力の実験を遂行する。
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