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フォトクロミック分子複合構造における光スピン機能物性と革新的磁化制御手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04808
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2018-2019)
慶應義塾大学 (2017)

研究代表者

中山 裕康  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 若手国際研究センター, ICYS研究員 (30727011)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2017年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
キーワードスピン流-電流変換 / ラシュバ・エデルシュタイン磁気抵抗効果 / スピン軌道相互作用 / スピンポンピング / 逆ラシュバ・エデルシュタイン効果 / フォトクロミック分子 / スピントルク強磁性共鳴 / スピンホール磁気抵抗効果 / エデルシュタイン磁気抵抗効果 / スピン変換型磁気抵抗効果 / スピントロニクス / スピン流
研究成果の概要

本研究課題では,有機分子とスピントロニクス素子の複合構造を利用することで,表面・界面のスピン軌道相互作用,スピン流-電流変換およびスピン軌道トルクの制御原理の開拓を目指した.本研究課題の遂行により,金属スピントロニクス素子における表面及び界面のスピン流-電流相互変換現象の大きさが,有機分子修飾により変化するだけでなく,その変換効率を光学的手法によって可逆に制御可能であることが実験的に明らかとなった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

スピン軌道相互作用によって駆動されるスピン軌道トルクは,スピンオービトロニクスの観点から次世代の磁化制御技術の候補として注目されている.本研究課題の遂行により,金属スピントロニクス素子への有機分子修飾及び光学的手法によって電流-スピン流変換効率やスピン軌道トルク生成効率を能動的に制御可能であることが明らかとなった.以上の結果は,従来物質固有と考えられていた金属スピントロニクス素子におけるスピン流-電流変換現象を制御する道筋を拓くものであり,スピンオービトロニクスの研究を今後加速するものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Surface Rashba-Edelstein Spin-Orbit Torque Revealed by Molecular Self-Assembly2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Haku、Atsushi Ishikawa、Akira Musha、Hiroyasu Nakayama、Takashi Yamamoto、Kazuya Ando
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 13 号: 4 ページ: 044069-044069

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.13.044069

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of magneto-Peltier effect in current-in-plane giant magnetoresistive spin valve2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Hiroyasu、Nakatani Tomoya、Iguchi Ryo、Seki Takeshi、Uchida Ken-ichi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 号: 9 ページ: 092406-092406

    • DOI

      10.1063/1.5120569

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric-field-induced on-off switching of anomalous Ettingshausen effect in ultrathin Co films2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Nakayama、Takamasa Hirai、Jun Uzuhashi、Ryo Iguchi、Tadakatsu Ohkubo、Tomohiro Koyama、Daichi Chiba、Ken-ichi Uchida
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 号: 12 ページ: 123003-123003

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab55bb

    • NAID

      210000157544

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of strong enhancement of anomalous Nernst effect in Fe by Ga substitution2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Nakayama、Keisuke Masuda、Jian Wang、Asuka Miura、Ken-ichi Uchida、Masayuki Murata、Yuya Sakuraba
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 3 号: 11 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.3.114412

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Manipulation of spin-torque generation using ultrathin Au2018

    • 著者名/発表者名
      Hongyu An, Satoshi Haku, Yusuke Kanno, Hiroyasu Nakayama, Hideyuki Maki, Ji Shi, and Kazuya Ando
    • 雑誌名

      Physical Review Applied

      巻: 9 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.9.064016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular engineering of Rashba spin-charge converter2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Nakayama, Takashi Yamamoto, Hongyu An, Kento Tsuda, Yasuaki Einaga, and Kazuya Ando
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 3

    • DOI

      10.1126/sciadv.aar3899

    • 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
  • [雑誌論文] Temperature dependence of Rashba-Edelstein magnetoresistance in Bi/Ag/CoFeB trilayer structures2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Nakayama, Hongyu An, Akiyo Nomura, Yusuke Kanno, Satoshi Haku, Yusaku Kuwahara, Hiroto Sakimura, and Kazuya Ando
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 22 ページ: 2224061-5

    • DOI

      10.1063/1.4984281

    • 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
  • [学会発表] Strong enhancement of anomalous Nernst effect in Fe by Ga substitution and its application for heat flux sensor2020

    • 著者名/発表者名
      H. Nakayama, K. Masuda, W. Zhou, J. Wang, A. Miura, K. Uchida, M. Murata, Y. Sakuraba
    • 学会等名
      第67回 応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of anomalous Nernst effect in Fe by Ga substitution2020

    • 著者名/発表者名
      H. Nakayama, K. Masuda, J. Wang, A. Miura, K. Uchida, M. Murata, Y. Sakuraba
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異常ネルンスト効果を利用したフレキシブル熱流センサーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      周偉男, 中山裕康, 桜庭裕弥
    • 学会等名
      第43回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Surface Rashba-Edelstein Spin-Orbit Torque tuned by organic monolayer2019

    • 著者名/発表者名
      S. Haku, A. Musha, H. Nakayama, K. Ando
    • 学会等名
      第80回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fe薄膜のGa置換による異常ネルンスト効果の増大機構2019

    • 著者名/発表者名
      中山裕康, 増田啓介, 三浦飛鳥, 内田健一, 村田正行, 桜庭裕弥
    • 学会等名
      第43回日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tuning of the Rashba-Edelstein effect with organic molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Nakayama, Takashi Yamamoto, Hongyu An, Kento Tsuda, Yasuaki Einaga, and Kazuya Ando
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属/磁性体積層構造におけるスピン流-電流相互変換と磁気抵抗効果に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      中山裕康
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tuning of the Rashba-Edelstein Effect with Molecular Self-assembly on Metallic Heterostructures and Light-driven Molecular Transformation2018

    • 著者名/発表者名
      中山裕康,山本崇史,安紅雨,津田健人,栄長泰明,安藤和也
    • 学会等名
      ナノスピン変換科学 平成29年度年次報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学エッチングを用いたスピントルク測定2018

    • 著者名/発表者名
      白怜士,中山裕康,安藤和也
    • 学会等名
      スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ラシュバ・エデルシュタイン効果を介した磁気抵抗効果2018

    • 著者名/発表者名
      中山裕康,安紅雨,野村晶代,菅野裕介,白怜士,桑原勇作,崎村広人,安藤和也
    • 学会等名
      スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spin-Torque Ferromagnetic Resonance of Electrochemically-Etched Metallic Heterostructure2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Haku, Hiroyasu Nakayama, Kazuya Ando
    • 学会等名
      62th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ferromagnetic Layer Thickness dependence of Spin-Torque Ferromagnetic Resonance by Electrochemical Etching of Ionic Liquid2017

    • 著者名/発表者名
      白怜士,中山裕康,安藤和也
    • 学会等名
      平成29年度スピン変換研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spin-Charge Conversion in Metallic Systems2017

    • 著者名/発表者名
      中山裕康,安藤和也
    • 学会等名
      平成29年度スピン変換研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spin-torque ferromagnetic resonance of ionic-liquid Ni81Fe19/Pt2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Haku, Hiroyasu Nakayama, Kazuya Ando
    • 学会等名
      SpinTECH IX
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科 安藤研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 化学の力で電子のスピンをコントロール -スピントロニクス素子の新たな制御原理を発見-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2018/3/27/28-43209/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 【記事】金属スピントロニクス素子 有機分子で機能制御

    • URL

      https://www.st.keio.ac.jp/clips/20180330_02.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Quantum Spintronics

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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