| 研究課題/領域番号 |
22KF0220
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| 補助金の研究課題番号 |
22F22363 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 |
白石 誠司 京都大学, 工学研究科, 教授 (30397682)
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| 研究分担者 |
CALAVALLE FRANCESCO 京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2024年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | カイラリティ / CISS効果 / PEDOT / 高分子 / 円偏光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
物質の持つカイラリティが誘起する電子スピン偏極現象を広範な物質群を対象に精査し、その発現機構を理解するとともに高効率スピン偏極生成及びそれを活かした新奇スピン素子の創出を目指す。対象材料としてはカイラル高分子ポリマーをまずは中心に据え、電気伝導性とカイラリティが両立できるこの系でのいわゆるCISS効果の観測とその背景学理の理解を目指す。
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| 研究実績の概要 |
今年度も引き続きカイラルポリマーであるPEDOTにフォーカスを絞ってChirality-induecd Spin Selectivity(CISS)効果に関する研究を推進した。カイラルPEDOTの合成に伝導性を有する基板が必要であるが、当初利用していたInSnOをキャリアドープしたSiに変更し、さらにその伝導度をドーピング濃度を調整していく中で、1e16cm^-3程度の低伝導度の基板上でもカイラルPEDOTの合成に成功することが共同研究者のサポートにより明らかになったため、ゲート電圧印加によって基板の伝導度を更に抑制することにより、カイラルPEDOTの有する本質的なスピン依存伝導性を実験的に取り出せる基盤技術が構築できた。
この基盤技術の上でカイラルPEDOTの面内磁気抵抗を交流測定を用いて評価したところ、右巻き(R)と左巻き(L)で互いに磁場角度に関する極性が反転する、という結果を得た。この結果はカイラリティによってPEDOTが持つスピン構造が反転しているという可能性を示唆しており、acロックインによる第二高調波信号の解析など更なる追加実験による結果の精査が重要となるため、この視点から研究を推進する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
世界的にもCISS効果に集まる関心は高まっているが、本研究の視点は「高伝導度」を有する「分子材料」という従来及び現在の研究にはない独自の視点とアプローチを有する。この独自視点の研究を1年強の期間で本格的な効果の探索と物理機構の解明を開始できるところまで持っていけたことは極めて重要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記のようにacロックイン法による第二高調波磁気抵抗成分をR型とL型のカイラルPEDOTに対して行い、磁気抵抗の起源がカイラリティ依存のスピン構造であるかどうかを精査していく。同時に磁化ダイナミクスを用いたスピンポンピング法をカイラルPEDOTに対して導入し、カイラルPEDOTが持ちうるスピン構造に依存してスピン起電力(いわゆる逆CISS効果）の観測を目指す。
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