• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

グラフェン/酸化物磁性体接合の磁気近接効果とスピン流制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H03875
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

境 誠司  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員(定常) (10354929)

研究分担者 圓谷 志郎  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (40549664)
李 松田  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 博士研究員(任常) (90805649)
研究協力者 山内 泰  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードグラフェン / 二次元物質 / スピントロニクス / 界面 / 電子・スピン物性 / ヘテロ構造 / 量子ビーム / スピンエレクトロニクス / ナノ材料 / マイクロ・ナノデバイス / 原子層物質 / 界面物性 / 酸化物磁性体 / 近接効果 / スピン流 / 磁気物性 / 表面・界面物性
研究成果の概要

グラフェンは、次世代のスピントロニクス材料として大きな期待を集めている。グラフェンを用いたスピントロニクスデバイスの研究では、グラフェンへの効率的なスピン偏極キャリア(スピン流)の注入とスピン流の偏極状態の制御が重要な課題である。これら研究は、従来、磁性金属を電極に用いた素子について行われてきたが、有力な解決策は得られていない。これに対して、本研究では磁性酸化物によるグラフェンのスピン流制御について検討を行い、ハーフメタリックなLSMOとの接合によりグラフェンに高スピン偏極なキャリアを注入できること、また、絶縁体のYIGとの接合によりキャリアのスピン偏極の向きを制御できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られたグラフェン/酸化物磁性体の磁気近接効果に関する研究成果は、グラフェンを用いた次世代スピントロニクスデバイスの実現に繋がるものであり、それによる情報デバイスの省エネ化など電子情報技術の発展に貢献することが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 10件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Growth of graphene on SiO2 with hexagonal boron nitride buffer layer2019

    • 著者名/発表者名
      Entani Shiro、Takizawa Masaru、Li Songtian、Naramoto Hiroshi、Sakai Seiji
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 475 ページ: 6-11

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2018.12.186

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-Polarized Positron Annihilation Measurement on Ga Vacancies in p-type GaN2018

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Masaki、Sakai Seiji、Miyashita Atsumi、Kawasuso Atsuo
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 16 号: 0 ページ: 347-350

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2018.347

    • NAID

      130007420683

    • ISSN
      1348-0391
    • 年月日
      2018-07-28
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical and Electronic State Analyses of Oxidizing Graphene2018

    • 著者名/発表者名
      Takaoka Kota、Mitsuhara Kei、Takizawa Masaru、Entani Shiro、Sakai Seiji
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 16 号: 0 ページ: 320-323

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2018.320

    • NAID

      130007402872

    • ISSN
      1348-0391
    • 年月日
      2018-07-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dirac Cone Spin Polarization of Graphene by Magnetic Insulator Proximity Effect Probed with Outermost Surface Spin Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Seiji、Erohin Sergei V.、Popov Zakhar I.、Haku Satoshi、Watanabe Takahiro、Yamada Yoichi、Entani Shiro、Li Songtian、Avramov Pavel V.、Naramoto Hiroshi、Ando Kazuya、Sorokin Pavel B.、Yamauchi Yasushi
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 28 号: 20 ページ: 1800462-1800462

    • DOI

      10.1002/adfm.201800462

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin polarization of graphene and h-BN on Co(0001) and Ni(111) observed by spin-polarized surface positronium spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      A. Miyashita, M. Maekawa, K. Wada, A. Kawasuso, S. Entani, T. Watanabe, S. Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 19 ページ: 195405-195405

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.195405

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-polarized positron beams with 22Na and 68Ge and their applications to materials research2018

    • 著者名/発表者名
      Wada K.、Miyashita A.、Maekawa M.、Sakai S.、Kawasuso A.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1970 ページ: 040001-040001

    • DOI

      10.1063/1.5040213

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-ray magnetic circular dichroism spectroscopy analysis of graphene/YIG heterostrcuture with Dirac cone spin polarization2018

    • 著者名/発表者名
      S. Sakai, T. Watanabe, Y. Yamada, S. Li, S. Entani, H. Naramoto, K. Amemiya
    • 雑誌名

      Photon Factory Activity Report 2017

      巻: #35 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Electronic structure of Li + @C 60 : Photoelectron spectroscopy of the Li + @C 60 [PF 6 ? ] salt and STM of the single Li + @C 60 molecules on Cu(111)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yoichi、Kuklin Artem V.、Sato Sho、Esaka Fumitaka、Sumi Naoto、Zhang Chunyang、Sasaki Masahiro、Kwon Eunsung、Kasama Yukihiko、Avramov Pavel V.、Sakai Seiji
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 133 ページ: 23-30

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2018.02.106

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interface-induced perpendicular magnetic anisotropy of Co nanoparticles on single-layer h-BN/Pt(111)2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takahiro、Yamada Yoichi、Koide Akihiro、Entani Shiro、Li Songtian、Popov Zakhar I.、Sorokin Pavel B.、Naramoto Hiroshi、Sasaki Masahiro、Amemiya Kenta、Sakai Seiji
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 2 ページ: 022407-022407

    • DOI

      10.1063/1.5010836

    • NAID

      120007133813

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective adsorption and collection of cesium from aqueous solution using graphene oxide grown on porous alumina2018

    • 著者名/発表者名
      Shiro Entani, Mitsunori Honda, Iwao Shimoyama, Songtian Li, Hiroshi Naramoto, Tsuyoshi Yaita, and Seiji Sakai
    • 雑誌名

      japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 4S ページ: 04FP04-04FP04

    • DOI

      10.7567/jjap.57.04fp04

    • NAID

      210000148997

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Vacancy-induced ferromagnetism in ZnO probed by spin-polarized positron annihilation spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Maekawa Masaki、Abe Hiroshi、Miyashita Atsumi、Sakai Seiji、Yamamoto Shunya、Kawasuso Atsuo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 17 ページ: 172402-172402

    • DOI

      10.1063/1.4979696

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The direct exchange mechanism of induced spin polarization of low-dimensional π-conjugated carbon- and h -BN fragments at LSMO(001) MnO-terminated interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Kuklin Artem V.、Kuzubov Alexander A.、Kovaleva Evgenia A.、Lee Hyosun、Sorokin Pavel B.、Sakai Seiji、Entani Shiro、Naramoto Hiroshi、Avramov Paul
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 440 ページ: 23-29

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2016.12.096

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Theoretical Investigation of the Interfaces and Mechanisms of Induced Spin Polarization of 1D Narrow Zigzag Graphene- and h-BN Nanoribbons on a SrO-Terminated LSMO(001) Surface2017

    • 著者名/発表者名
      P. Avramov, A. A. Kuzubov, A. V. Kuklin, H. Lee, E. A. Kovaleva, S. Sakai, S. Entani, H. Naramoto, P. B. Sorokin
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 121 号: 3 ページ: 680-689

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.6b09696

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-atom-thick 2D copper oxide clusters on graphene2017

    • 著者名/発表者名
      E. Kano, D. G. Kvashnin, S. Sakai, L. A. Chernozatonskii, P. B. Sorokin, A. Hashimoto, M. Takeguchi
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 11 ページ: 3980-3985

    • DOI

      10.1039/c6nr06874j

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct observation of site-selective hydrogenation and spin-polarization in hydrogenated hexagonal boron nitride on Ni(111)2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ohtomo, Y. Yamauchi, X. Sun, A. A. Kuzubov, N. S. Mikhaleva, P. V. Avramov, S. Entani, Y. Matsumoto, H. Naramoto, S. Sakai
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 9 号: 6 ページ: 2369-2375

    • DOI

      10.1039/c6nr06308j

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Proximity-Induced Spin Polarization of Graphene in Contact with Half-Metallic Manganite2016

    • 著者名/発表者名
      S. Sakai, S. Majumdar, Z. I. Popov, P. V. Avramov, Y. Hasagawa, Y. Yamada, H. Huhtinen, H. Naramoto, P. B. Sorokin, Y. Yamauchi
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 10 号: 8 ページ: 7532-7541

    • DOI

      10.1021/acsnano.6b02424

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electronic Structure and Spin States of 2D graphene/VX2 (X=S, Se) Heterostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Z. I. Popov, M. S. Mikhaleva, M. A. Visotin, A. A. Kuzubov, S. Entani, H. Naramoto, S. Sakai, P. B. Sorokin, P. V. Avramov
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 18 号: 48 ページ: 33047-33052

    • DOI

      10.1039/c6cp06732h

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetoresistance effect in Fe20Ni80/graphene/Fe20Ni80 vertical spin valves2016

    • 著者名/発表者名
      S. Entani, T. Seki, Y. Sakuraba, T. Yamamoto, S. Takahashi, H. Naramoto, K. Takanashi, and S. Sakai
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 116 号: 8 ページ: 082406-082406

    • DOI

      10.1063/1.4961669

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pt- and Au-induced monodirectional nanowires on Ge(110)2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Yamada, M. Sasaki, S. Sakai, Y. Yamauchi
    • 雑誌名

      Surf. Sci.

      巻: 653 ページ: 71-75

    • DOI

      10.1016/j.susc.2016.05.009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 酸化グラフェンに吸着したアルカリ金属のXAFSによる研究2019

    • 著者名/発表者名
      圓谷 志郎、本田 充紀、下山 巌、滝沢 優、李 松田、馬場 祐治、楢本 洋、境 誠司
    • 学会等名
      2019年 第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピン偏極陽電子ビームによるグラフェン/強磁性薄膜のスピン偏極の検出2019

    • 著者名/発表者名
      河裾 厚男, 宮下 敦巳, 前川 雅樹, 萩原 聡, 和田 健, 李 松田, 境 誠司
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピン偏極陽電子ビームを用いた金属酸化物・窒化物の空孔誘起磁性検出2019

    • 著者名/発表者名
      前川 雅樹, 境 誠司, 萩原 聡, 和田 健, 宮下 敦己, 河裾 厚男
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] グラフェン/YIGヘテロ構造のディラックコーンスピン分極2018

    • 著者名/発表者名
      境 誠司、Sorokin Pavel、Zakhar Popov、渡邉 貴弘、山田 洋一、李 松田、圓谷 志郎、楢本 洋、白 怜士、安藤 和也、山内 泰
    • 学会等名
      2018年 第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スピン偏極陽電子ビームを用いたガドリニウム添加窒化ガリウム薄膜の空孔誘起磁性検出2018

    • 著者名/発表者名
      前川 雅樹, 境 誠司, 萩原 聡, 和田 健, 宮下 敦己, 河裾 厚男, 薮内 敦, 長谷川 繁彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギーイオン照射法によるグラフェン化合物の作製2018

    • 著者名/発表者名
      圓谷 志郎, 水口 将輝, 渡邉 英雄, 滝沢 優, 李 松田, 楢本 洋, 境 誠司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多孔質アルミナ基板上の酸化グラフェンの化学状態分析2018

    • 著者名/発表者名
      高岡 航大, 圓谷 志郎, 境 誠司, 光原 圭, 滝沢優
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Proximity-induced spin polarization of graphene supported on magnetic insulator2018

    • 著者名/発表者名
      Seiji Sakai
    • 学会等名
      Advanced Materials World Congres
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] First Direct Synthesis of Graphene/Half-metallic Heusler Alloy Heterostructure for Spintronic (Poster Award)2018

    • 著者名/発表者名
      Songtian Li, Takahiro Watanabe, Yoichi Yamada, Shiro Entani, Pavel B. Sorokin, Yuya Sakuraba, Kenta Amemiya
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] EMIM TFSIの電界印加XAFSその場測定2018

    • 著者名/発表者名
      圓谷 志郎、本田 充紀、Tomilin Felix、李 松田、楢本 洋、Avramov Pavel、境 誠司
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] X線定在波用によるサファイア上に転写したグラフェンの構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      圓谷 志郎、本田 充紀、李 松田、楢本 洋、境 誠司
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Graphene/Half-metallic Heusler Alloy: A New Heterostructure Towards High-performance Graphene Spintronic Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Songtian Li
    • 学会等名
      NanoWorld Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単層h-BNを用いた金属ナノ粒子の磁性制御2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉 貴弘、山田 洋一、佐々木 正洋、小出 明広、圓谷 志郎、雨宮 健太、境 誠司
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Heteroatom-Doping into Two-Dimensional Materials by High-Energy Ion Irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Shiro Entani, Masaki Mizuguchu, Hideo Watanabe, Masaru Takizawa, Konstantine Larinov, Liubov Y. Antipina, Pavel B. Sorokin, Pavel V. Avramov, Songtian Li, Hiroshi Naramoto, Seiji Sakai
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イットリウム鉄ガーネット上のグラフェンのスピン分極と異常ホール効果2016

    • 著者名/発表者名
      境 誠司、Sorokin Pavel、白 怜士、山田 洋一、圓谷 志郎、楢本 洋、Avramov Pavel、安藤 和也、山内 泰
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] World Scientific Reference on Spin in Organics, Volume 2: Spinterface2018

    • 著者名/発表者名
      S Majumdar, P Avramov and S Sakai
    • 総ページ数
      244
    • 出版者
      World Scientific
    • ISBN
      9789813228962
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] プロジェクト「二次元物質スピントロニクス研究」 ホームページ

    • URL

      http://www.taka.qst.go.jp/eimr_div/Molspin/index_j.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] Perpendicular Magnetic Recording Medium and Magnetic Storage Apparatus2017

    • 発明者名
      K.Hasegawa, S.Entani, S.Sakai
    • 権利者名
      昭和電工株式会社, 量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置2016

    • 発明者名
      中島 悟, 長谷川 浩太, 境 誠司, 圓谷 志郎
    • 権利者名
      昭和電工株式会社, 量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 垂直磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置2016

    • 発明者名
      中島 悟, 長谷川 浩太, 境 誠司, 圓谷 志郎
    • 権利者名
      昭和電工株式会社, 量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置2016

    • 発明者名
      長谷川浩太, 鵜飼高広, 山川栄進, 圓谷志郎, 境誠司
    • 権利者名
      昭和電工株式会社, 量子科学技術研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi