| 研究課題/領域番号 |
19K15433
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大島 諒 京都大学, 工学研究科, 助教 (10825011)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | スピントロニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は異種材料接合界面の無い、無界面スピントランジスタの実現を目的とする。従来のスピントランジスタは強磁性体/非磁性体の接合界面を有し、潜在的に界面でのスピン散乱を伴う構造であった。そこで、本提案では接合界面を排除した素子構造を新規に提案する。チャネルの候補材料である導電性酸化物（SrTiO3, STO）は酸素欠損による強磁性が報告されており、キャリア密度によりその発現を制御できることから、ゲート制御による強磁性/非磁性遷移が可能である。この遷移を用いることで、本質的にスピン散乱要因となる接合界面を一切含まないスピントランジスタ構造を実現できる。
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| 研究成果の概要 |
チタン酸ストロンチウム（STO）表面を用いたスピントランジスタの実現について研究した。STO表面に強磁性電極を作成することで、STO表面の磁化方向を制御が可能とした。また、強い電界が印加可能であるイオンゲートを用いることで、超薄膜白金中のスピンホール効果のゲート電圧変調を示唆する結果が得られた。得られた結果は、STO表面を用いた無接合界面スピントランジスタ構造の実現につながる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スピントロニクスでは、電子の電荷情報とスピン情報を共に制御することにより、論理演算素子の高機能化・省電力化を目指す。提案されるデバイスの一つであるスピントランジスタについて、チャネルの候補材料であるチタン酸ストロンチウムを研究した。その結果、チタン酸ストロンチウム表面の磁化方向の制御・ゲート電圧制御についての知見が得られた。本成果により、従来スピントランジスタにおけるデバイス性能向上のボトルネックとなっていた異種材料の接合界面の存在を回避した、新たなスピントランジスタ構造の実現が期待できる。
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