| 研究課題/領域番号 |
23K23225
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01957 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
坂本 一之 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70261542)
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| 研究分担者 |
宮町 俊生 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (10437361)
小田 竜樹 金沢大学, 数物科学系, 教授 (30272941)
水津 理恵 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 准教授 (90373315)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 原子層結晶 / ラシュバ・エデルシュタイン効果 / スピン軌道相互作用 / スピントロニクス / 界面 / 有機分子 / 原子層超伝導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子層結晶研究の新しい展開を切り拓き、従来型の記憶素子を凌駕する原子層結晶を用いた次世代スピントロニクスデバイスの具現化への道筋を明示する。原子層結晶界面で発現する量子現象を利用することで期待される高機能スピントロニクスデバイスは未だ実用化に至っておらず、その具現化には同界面でのスピン物性を完全に理解することが不可欠である。物性測定・試料作製・理論の研究者がチームを組み、実験で得た原子層結晶界面のスピン偏極電子バンドを理論的に解析することで、原子層結晶”表面”でのみ議論されてきた同バンドの普遍性を明らかにし、原子層結晶界面を用いたスピン軌道トルク磁気抵抗メモリなどのデバイスの可能性を議論する。
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| 研究成果の概要 |
局所的な空間反転対称性の破れによって生じるスピン偏極電子バンドがグローバルな空間反転対称性の存在のために隠れたスピン状態となるフリースタンディングのバイレーヤー結晶に、わずかな摂動を加えることでバンド構造を大きく変調することなくスピンを暴き出せることに成功した。有機分子蒸着による原子層超伝導体の転移温度の変化が、それまで一般的に考えられていた原子層結晶のフェルミ準位と分子軌道とのエネルギー差ではなく、プッシュバックなどによる界面での電子分布の変化が寄与することを明らかにした。トポロジカル絶縁体表面上の有機分子の吸着構造に界面となるトポロジカル絶縁体の元素が大きく寄与することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義として、これまでその存在を実験的に実証することができなかったバイレーヤー結晶のスピン偏極電子バンドを観測したことがまず挙げられる。層状物質における隠れたスピンを観測した報告はあったが、非常に薄いバイレーヤーでは同じ方法での観測が不可能である。また、原子層超伝導体の転移温度をドーピングなしで行えることを示した結果は同物質の物性研究に大きく貢献するものであり、学術的意義が高い。社会的意義に関しては、現代社会において喫緊の課題である日々爆発的に増加している情報量の処理ができる低エネルギー消費で高機能な量子デバイスの創出に関し、得られた研究結果が道筋をつけたことが挙げられる。
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