2015 Fiscal Year Research-status Report
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26600069
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水口 将輝 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50397759)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 磁性 / イオニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、イオン伝導体におけるナノスケール領域のスピン輸送現象を明らかにし、“ナノスピンイオニクス”の領域を開拓することである。イオン伝導現象は日常の様々なエレクトロニクスに応用されているが、スピン機能を導入してその特性を評価した研究はほとんどない。一般に、イオン伝導率は電子伝導率と比較して低いため、特にナノ領域では個々のイオンと相関するスピン機能を検出することが可能となり、その挙動が顕わに捉えられることが期待される。そこで本研究では、高いイオン伝導率を示すイオン伝導体におけるスピン輸送特性や、イオン伝導と局在スピン系の磁気的相互作用などを解明することにより、固体イオニクスにおけるスピン機能の総合的な理解を目指す。本年度は、昨年度に引き続いて磁性イオンを含んだ固体電解質におけるイオン伝導と局在スピン系の磁気的相互作用を、より詳細に明らかにするため、固体電解質の電界効果について調べた。Feイオンを含むイオン液体を透明基板上にはり付け、その上に電界印加用の電極を取り付けた素子を作製した。この素子に電界を印加した状態で、素子面直方向に磁場を印加し、その磁気光学効果および磁気輸送特性を測定した。その結果、試料からのシグナルを観測することに成功した。しかしながら、明確な電圧効果を確認するためには、イオン液体の厚さを含め素子構造を最適化する必要があることが分かった。また、磁性イオンと金属が接合した界面について、磁性イオンと金属中の伝導電子との相互作用の理論的なモデル化を進めた結果、界面における相互作用の強さを定量的に見積もる見通しを立てることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
固体イオニクスにおけるスピン偏極イオンと局在スピン間の磁気的相互作用の観測や、固体電解質における電界効果の観測などがおおむね計画通りに進んでいる。また、ナノスピン領域におけるスピン輸送現象の系統的な特性評価を行うため、試料の作製とその構造の最適化が進んでいる。さらに、イオン伝導体におけるスピン挙動のモデリングと理論構築も進んでおり、その進捗度もおおむね順調であるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、磁性イオンを含んだ固体電解質におけるイオン伝導と局在スピン系の磁気的相互作用を明らかにするため、固体電解質の電界効果について、さらに系統的な実験を進める。また、局在スピンとイオン液体の界面で生じる相互作用に起因したスピン変調を、局在スピンの歳差運動として光学的あるいは電気的に検出する。さらに、伝導電子スピンと局在スピンの相互作用のモデルを完成し、スピンイオン伝導の理論構築を行う。
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| Causes of Carryover |
スピン偏極イオンと局在スピン間の磁気的相互作用の観測・実証を行うため、放射光施設において電圧印加したイオン液体のスピン偏極吸収測定を行う予定であった。しかしながら、試料の作製に当初の予想以上に時間を要したのに加え、当該実験施設における実験時間が十分に確保できない事態になった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試料の作製の継続と当該実験施設での実験を平成28年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てる予定である。
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Research Products
(2 results)
