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電荷・スピン間の非線型効果を用いたシリコン中のスピン蓄積観測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17F17362
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用物性
研究機関京都大学

研究代表者

白石 誠司  京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)

研究分担者 RORTAIS FABIEN  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2019年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードシリコン / スピン流 / 非線形効果 / スピン蓄積 / スピントロニクス / 非線型効果
研究実績の概要

シリコン中のスピン輸送・スピン蓄積技術をキー技術として、スピン蓄積量にバンド構造依存性があることを利用した非線形なスピン蓄積効果の検出を目的として研究を行ってきた。

最終年度の2019年度には、室温でスピン輸送できるシリコンスピントランジスタを基盤デバイスとし、さらに非線形信号を検出するための非磁性電極を複数個配置した新しいデバイスを作製し、実験を行った。その結果、従来強磁性電極でなければスピン信号の検出はできないと考えられていたにも関わらず、スピン蓄積の非線形に起因する電圧を非磁性金属電極を用いて観測することに成功した。非線形信号の観測にはロックインアンプを用い、その第2高調波成分を取り出す手続きが必要であるために、目指す非線形効果に起因する信号以外に、スピン依存ゼーベック効果やスピン信号そのもののバイアス電圧依存性、強磁性電極直下にスピン注入のために挿入している絶縁トンネル障壁層由来の単純な電流電圧特性の非線形性など、様々な効果が重畳してくることも同時に見出すことができたが、注意深い実験と解析により、sizableな非線形効果として取り出していることを確認することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Spin-orbit coupling induced by bismuth doping in silicon thin films2018

    • 著者名/発表者名
      F. Rortais, S. Lee, R. Ohshima, S. Dushenko, Y. Ando, and M. Shiraishi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 12 ページ: 122408-122408

    • DOI

      10.1063/1.5046781

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Induced Spin-Orbit Coupling in Silicon Thin Films by Bismuth Doping2019

    • 著者名/発表者名
      F. Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induced Spin-Orbit Coupling in Silicon Thin Films by Bismuth Doping2019

    • 著者名/発表者名
      F. Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • 学会等名
      14th Joint MMM-Intermag
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induced Spin-Orbit Coupling in Silicon Thin Films by Bismuth Doping2018

    • 著者名/発表者名
      F. Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • 学会等名
      21st ICM
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Induced Spin-orbit coupling in silicon thin films by bismuth doping2018

    • 著者名/発表者名
      F.Rortais, S.Lee, R.Ohshima, S.Dushenko, Y.Ando and M.Shiraishi
    • 学会等名
      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] Induced Spin-orbit coupling in silicon thin films by bismuth doping2017

    • 著者名/発表者名
      F.Rortais
    • 学会等名
      Nano Spin Conversion Summer Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Induced Spin-orbit coupling in silicon thin films by bismuth doping2017

    • 著者名/発表者名
      F.Rortais
    • 学会等名
      Nano Spin Conversion annual report meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-11-13   更新日: 2024-03-26  

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