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バルクラシュバ半導体の分極反転を利用したスピン電荷変換の極性制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H04846
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

吉見 龍太郎  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, 特別研究員 (40780143)

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
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
キーワードラシュバ半導体 / 強磁性 / 電流誘起磁化反転 / スピントロニクス / 異常ホール効果 / ラシュバ効果 / マルチフェロイクス / 磁性半導体 / 物性実験 / ラシュバ系
研究成果の概要

強誘電性によって空間反転対称性が破れた強磁性バルクラシュバ半導体(Ge,Mn)Teに着目して、電場印加による強誘電反転を通じて電荷スピン変換の極性制御を試みた。分子線エピタキシー法によって作製した(Ge,Mn)Te薄膜において電流誘起磁化反転を観測し、スピン偏極したバルクバンドのスピントロニクス特性を明らかにした。また、薄膜成長技術を詳細に調べることで試料内のキャリヤー濃度を制御する方法を確立し、電場による強誘電分極反転に筋道をつけた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

伝導電子によってスピン角運動量を生成するスピン電荷変換はこれまで数多く研究がなされてきたが、スピン角運動量の向きを電場によって変換する試みはこれまで行われてこなかった。本研究は強磁性ラシュバ半導体に着目してそのスピントロニクス特性を開発しただけでなく、上述の電場制御にまでアプローチした点において社会的意義がある。

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

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nonreciprocal charge transport at topological insulator/superconductor interface2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Kenji、Yasuda Hironori、Liang Tian、Yoshimi Ryutaro、Tsukazaki Atsushi、Takahashi Kei S.、Nagaosa Naoto、Kawasaki Masashi、Tokura Yoshinori
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10658-3

    • 関連する報告書
      2019 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] Quantum anomalous Hall effect driven by magnetic proximity coupling in all-telluride based heterostructure2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe R.、Yoshimi R.、Kawamura M.、Mogi M.、Tsukazaki A.、Yu X. Z.、Nakajima K.、Takahashi K. S.、Kawasaki M.、Tokura Y.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 号: 10 ページ: 102403-102403

    • DOI

      10.1063/1.5111891

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current-driven magnetization switching in ferromagnetic bulk Rashba semiconductor (Ge,Mn)Te2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi R.、Yasuda K.、Tsukazaki A.、Takahashi K. S.、Kawasaki M.、Tokura Y.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 12 ページ: 9989-9989

    • DOI

      10.1126/sciadv.aat9989

    • 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
  • [学会発表] Magnetic and superconducting proximity effect at the interface of topological materials2019

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshimi
    • 学会等名
      EPiQS-TMS alliance WS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum anomalous Hall effect by magnetic proximity coupling2019

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshimi
    • 学会等名
      CEMS Symposium on Emergent Quantum Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気近接相互作用による 量子異常ホール効果の観測2019

    • 著者名/発表者名
      吉見龍太郎, 渡邊竜太, 川村稔, 茂木将孝, 塚﨑敦, 于秀珍, 中島清美, 高橋圭, 川﨑雅司, 十倉好紀
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Unidirectional magnetoresistance in a bulk Rashba ferromagnet2019

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshimi, K. Yasuda, A. Tsukazaki, M. Kawamura, K. S. Takahashi, M. Kawasaki and Y. Tokura
    • 学会等名
      American Physical Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極性強磁性半導体Ge1-xMnxTeにおける電流誘起磁化反転2018

    • 著者名/発表者名
      吉見龍太郎, 安田憲司, 塚崎敦, 高橋圭, 川崎雅司, 十倉好紀
    • 学会等名
      日本物理学会2018年年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Current-driven magnetization reversal in a Rashba bulk ferromagnet2018

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshimi, K. Yasuda, A. Tsukazaki, K. S. Takahashi, M. Kawasaki and Y. Tokura
    • 学会等名
      American Physical Society, March Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Current-induced magnetization switching in bulk Rashba ferromagnet2017

    • 著者名/発表者名
      R. Yoshimi, K. Yasuda, A. Tsukazaki, K. S. Takahashi, M. Kawasaki and Y. Tokura
    • 学会等名
      CEMS Symposium on Trends in Condensed Matter Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] マルチフェロイクス材料における電流誘起磁化反転を実現 -低消費電力エレクトロニクスへの新原理を構築-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2018/20181208_1/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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