• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Control of spin-charge conversion in metallic systems

Research Project

Project/Area Number 17F17066
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied materials
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

安藤 和也  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30579610)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) AN HONGYU  慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywordsスピントロニクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、Cuの自然酸化により見出された巨大スピンホール効果を足掛かりに、金属へテロ構造における電流からスピン流への変換とこれに伴い現れるスピン軌道トルクの制御手法確立を目指すものである。本研究により、Cuにおいて初めて見出された酸化によるスピン軌道トルク効率の増大は、スピン軌道相互作用の弱い金属に限らず、既に顕著なスピンホール効果を示し、スピン軌道トルク源として既に多くの研究が進められてきたPtにおいても発現することを明らかにした。強磁性金属に対して数桁抵抗率の大きいPt酸化物を用いても巨大なスピン軌道トルクが生成されることを見出し、これを用いて酸化物絶縁体/強磁性金属/酸化物絶縁体という構造における電流誘起磁化反転を実現した。本研究の重要な点は、絶縁性のスピン軌道トルク源により、スピン軌道トルクからバルクスピン軌道相互作用からの寄与を完全に排除した、純粋に界面スピン軌道相互作用によるスピン軌道トルク生成を定量することが初めて可能となったことである。また、Au/強磁性金属構造において生成されるスピン軌道トルクが極薄膜領域のみにおいて強い膜厚依存性を示すことを見出した。超薄膜化により発現するスピン流変換は、Au表面あるいは界面のスピン軌道相互作用によるものであると考え、イオン液体によるAu超薄膜へのキャリアドーピング効果を調べた。この結果、Auに流れた電流が作るスピン軌道トルクは、イオン液体による正負のゲーティングによって可逆的に変化し、その変化量はゲート電圧に比例することが明らかになった。これまで金属系のスピン軌道トルクを外部から制御することは困難であり、高々数%の変化しか実現されていなかった。しかし、今回の研究によって、1Vの電圧印加によりスピン軌道トルク効率を50%変化させられることが明らかになった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Spin absorption at a ferromagnetic-metal/platinum-oxide interface2019

    • Author(s)
      Akio Asami, Hongyu An, Akira Musha, Tenghua Gao, Makoto Kuroda, and Kazuya Ando
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Issue: 2

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.024432

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Giant spin-torque generation by heavily oxidized Pt2018

    • Author(s)
      Hongyu An, Yusuke Kanno, Akio Asami, and Kazuya Ando
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Issue: 1

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.014401

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrinsic spin-orbit torque arising from the Berry curvature in a metallic-magnet/Cu-oxide interface2018

    • Author(s)
      Tenghua Gao, Alireza Qaiumzadeh, Hongyu An, Akira Musha, Yuito Kageyama, Ji Shi, and Kazuya Ando
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 121 Issue: 1

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.017202

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Manipulation of spin-torque generation using ultrathin Au2018

    • Author(s)
      Hongyu An, Satoshi Haku, Yusuke Kanno, Hiroyasu Nakayama, Hideyuki Maki, Ji Shi, and Kazuya Ando
    • Journal Title

      Physical Review Applied

      Volume: 9 Issue: 6

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.9.064016

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Current-induced magnetization switching using an electrically insulating spin-torque generator2018

    • Author(s)
      Hongyu An, Takeo Ohno, Yusuke Kanno, Yuito Kageyama, Yasuaki Monnai, Hideyuki Maki, Ji Shi, and Kazuya Ando
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 4 Issue: 2

    • DOI

      10.1126/sciadv.aar2250

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Spin-Torque Generation from Cu Oxides2018

    • Author(s)
      Yuito Kageyama, Yuya Tazaki, Hongyu An, Kazuya Ando
    • Organizer
      APS March Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Current-induced magnetization switching using electrically-insulating spin-torque generator2018

    • Author(s)
      Hongyu An, Ohno Takeo, Kazuya Ando
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhancement of spin Hall effect induced by natural oxidation of Cu2017

    • Author(s)
      Yuito Kageyama, Hongyu An, Kazuya Ando
    • Organizer
      SpinTECH 9
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Quantum Spintronics

    • URL

      https://www.ando.appi.keio.ac.jp/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi