メゾスコピック系のスピントルク効果

• 研究課題/領域番号: 21540320
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 服部 公則 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (80228486)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: スピントルク / メゾスコピック系 / スピントロニクス / スピンポンピング / 量子スピンホール効果 / スピン輸送 / 量子細線 / 磁性不純物 / 磁気的乱れ / エッジ状態 / スピンカレント / スピン軌道結合 / 量子ドット / スピンボンピング

研究概要

固体中の電子スピンを自由自在に操作するための方法論として、本研究ではメゾスコピック系のスピントルク効果とスピンホール効果に着目し、以下の重要な知見を得た。ラシュバ系のスピントルク効果は巨大な純粋スピンカレントをポンプする。量子ドットからポンプされるスピンカレントにはスピン状態を反映したラビ振動が発生する。量子細線ではスピンを保存するスピン軌道結合により量子スピンホール効果が発現する。量子スピンホール系のスピン輸送は磁気的乱れに対してもロバストである。

研究成果

• [雑誌論文] Quantized Spin Transport in Magnetically-Disordered Quantum Spin Hall Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan, Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology, American Institute of Physics and American Physical Society 巻: Vol.80, No.12, Vol.25, Issue 1
  • NAID: 40019137553
  • URL: http://www.vjnano.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantized Spin Transport in Magnetically-D isordered Quantum Spin Hall Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 80 号: 12 ページ: 124712-124712
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.124712
  • NAID: 40019137553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Spin-Hall Effect in a Quantum Wire (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan, Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology, American Institute of Physics and American Physical Society, The top 20 most downloaded articles in J. Phys. Soc. Jpn 巻: Vol.79, No.10, Vol.22, Issue 18
  • NAID: 120004837616
  • URL: http://www.vjnano.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Current Generated from a Quantum Dot Driven by Pulsed Magnetic Resonance : Real-Time Spin Dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan, Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology, American Institute of Physics and American Physical Society 巻: Vol.79, No.6, Vol.22, Issue 2
  • NAID: 120004837275
  • URL: http://www.vjnano.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Current Generated from a Quantum Dot Driven by Pulsed Magnetic Resonance : Real-Time Spin Dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79
  • NAID: 120004837275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Spin-Hall Effect, in a Quantum Wire (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 79
  • NAID: 120004837616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Current-Driven Spin Pumping in Rashba Spin-Orbit Coupled Systems : A Spin Torque Effect (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.78, No.8
  • NAID: 130005437854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-Current-Driven Spin Pumping in Rashba Spin-Orbit Coupled Systems : A Spin Torque Effect (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Hattori
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 78
  • NAID: 130005437854
  • 査読あり
• [学会発表] 磁気的乱れを有する量子スピンホール系におけるスピン輸送 (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会,領域4 :トポロジカル絶縁体
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 磁気的乱れを有する量子スピンホール系におけるスピン輸送 (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 量子細線の量子スピンホール効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会,領域4 :トポロジカル絶縁体
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 量子細線の量子スピンホール効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] パルスESRで駆動された量子ドットからのスピンポンピング:実時間ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会,領域4 :量子ドット
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] パルスESRで駆動された量子ドットからのスピンポンピング:実時間ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] ラシュバスピン軌道結合系におけるスピンカレント駆動スピンポンピング (2009)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会,領域4 :半導体スピン物性
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] ラシュバスピン軌道結合系におけるスピンカレント駆動スピンポンピング (2009)
  • 著者名/発表者名: 服部公則
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27