| 研究課題/領域番号 |
17H01138
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅰ
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2020)
東京大学 (2017) |
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研究代表者 |
山本 倫久 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, チームリーダー (00376493)
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| 研究分担者 |
樽茶 清悟 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, グループディレクター (40302799)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 原子層物質 / メゾスコピック系 / バレートロニクス / スピントロニクス |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、原子層物質におけるバレーとスピンを情報媒体とする「バレースピントロニクス」の原理開発に取り組んだ。グラフェンのバレースピントロニクスに関しては、共に非電荷流であるスピン流とバレー流の変換原理であるスピンバレーホール効果を発見し、バレーとスピンの両方からなる新しい非電荷流「スピンバレー流」の検証に成功した。同時に、同検証実験を通じて、グラフェン研究の長年の課題であったグラフェンの量子ホール磁性の相転移について明らかにした。また、本研究では遷移金属ダイカルコゲナイドの原子層物質を用いたスピンバレーオプトエレクトロニクスの開発にも取り組み、デバイス作製の技術要素を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スピン流やバレー流などの電荷中性流は、電流に比べて散逸が少なく、省電力デバイスの原理として研究されている。本研究では、電子相関がもたらす反強磁性秩序に起因した、新しい電荷中性流の生成を実証した。電子相関を起源とした新しいメカニズムによって、電荷中性流生成物質の幅が広がることが期待できる。さらに、この電荷中性流はスピンとバレーが組み合わさった流れであり、現在実用化研究が進められているスピン流と、スピン流より高効率で生成可能なバレー流とを相互変換するデバイスへの応用が期待される。また、本研究では、バレースピントロニクス開発に重要な反強磁性秩序の相転移やTMDデバイス作製に関する知見が得られた。
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