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電流注入型スピン偏極度計のデザインと擬似XORゲートへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 24656007
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関埼玉大学

研究代表者

酒井 政道  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40192588)

研究分担者 長谷川 繁彦  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50189528)
連携研究者 北島 彰  大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教 (50532248)
大島 明博  大阪大学, 産業科学研究所, 特任准教授 (80398924)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードスピン軌道相互作用 / スピン偏極 / 排他的論理和ゲート / スピン蓄積 / キャリヤスピン偏極度 / 電流スピン偏極度 / TbFeCo / Cu / YH2 / スピン偏極度 / 単極性伝導 / 両極性伝導 / スピントロニクス / スピン偏極電流 / 異常ホール効果 / キャリヤ移動度 / 論理演算ゲート / 排他的論理和
研究成果の概要

スピン偏極電流を非磁性伝導体に注入して、キャリヤの電気化学ポテンシャルにスピン分裂を導入し、それがホール抵抗(HR)や横磁気抵抗(TMR)に与える影響を理論的に調査することによって、非磁性体に隣接する磁性体のスピン偏極度の測定法を提案した。一方、光学リソグラフィー工程を用いて、Au, Co, TbFeCoを電極に、Au, Cu, YH2, ScH2を伝導チャネルに用いたチャネル長約10μmのホール素子を製作し、それらのHR及びTMRを測定した。非磁性電極の代わりに磁性電極を用いると、HRとTMR信号が増強され、特に後者の符号は伝導チャネル材料の種類に無関係に一律に負になることが見出された。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Hall resistivity and transverse magnetoresistivity generated in the simultaneous presence of spin-polarized current and external magnetic field in a nonmagnetic bipolar conductor YH22015

    • 著者名/発表者名
      M. Sakai, H. Takao, T. Matsunaga, Y. Tanaka, T. Arai, S. Haruyama, T. Otomo, H. Hirama, T. Sakuraba, Z. Honda, K. Higuchi, A. Kitajima, A. Oshima, S. Hasegawa, and H. Awano
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54

    • NAID

      210000144696

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hall Effect and Magnetoresistance in GdxY1-xH2 (x≒0.4)2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sakuraba, M. Sakai, T. Arai, Y. Tanaka, H. Hirama, Z. Honda, A. Kitajima, K. Higuchi, A. Oshima, and S. Hasegawa,
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Assessment of Carrier Effective Mass in GdxY1-xH2 (0≦x≦1)2014

    • 著者名/発表者名
      S. Haruyama, M. Sakai, T. Sakuraba, H. Hirama, Z. Honda, A. Kitajima, K. Higuchi, A. Oshima, and S. Hasegawa
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012016

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoresistance generated by combination of spin-orbit interaction and applied magnetic field in bipolar conductors2013

    • 著者名/発表者名
      M. Sakai, D. Kodama, Y. Okano, T. Sakuraba, Z. Honda, A. Kitajima, A. Oshima, K.Higuchi, S. Hasegawa, O. Nakamura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: Vol. 52 号: 9R ページ: 093001-093001

    • DOI

      10.7567/jjap.52.093001

    • NAID

      210000142796

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of hydrogen uptake for Y and Gd films by thin Ni surface overlayers2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirama, M. Hayakawa, T. Okoshi, M. Sakai, K. Higuchi, Kitajima, A. Oshima, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 未定 ページ: 356-360

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.12.175

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hydrogen incorporation on texture and grain size in YH2 films2013

    • 著者名/発表者名
      T. Okoshi, M. Hayakawa, H. Hirama, M. Sakai, K. Higuchi, Kitajima, A. Oshima, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 未定 ページ: 388-392

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.12.093

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal growth of magnetic dihydride GdxY1-xH2 for generation of spin current2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sakuraba, H. Hirama, M. Sakai, Z. Honda, M. Hayakawa, T. Okoshi, A. Kitajima, A. Oshima, K. Higuchi, S. Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 未定 ページ: 351-355

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.12.156

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A design of spin polarization analyzer using transverse-longitudinal correlation in resistivities induced by spin-orbit interaction2013

    • 著者名/発表者名
      M. Sakai, K. Kakizaki, S. Hasegawa, A.Kitajima, A. Oshima, and H. Awano
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 52 号: 1R ページ: 013004-013004

    • DOI

      10.7567/jjap.52.013004

    • NAID

      210000141733

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative magnetoresistance generated by combination of spin-orbit interaction and applied magnetic field2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sakai,D. Kodama,T. Sakuraba, Z. Honda,S. Hasegawa,A. Kitajima,A. Oshima, K. Higuchi, and O. Nakamura
    • 雑誌名

      Japanease Journal of Applied Physics

      巻: 51 号: 2R ページ: 023001-023001

    • DOI

      10.7567/jjap.51.023001

    • NAID

      210000140138

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tunneling magnetoresitance in BaTiO3/Fe3O4 composites2012

    • 著者名/発表者名
      T. Noshiro, K. Kamishima, K. Kakizaki, N. Hiratuka, M. Sakai, K. Watanabe
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: 37[2] ページ: 275-278

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] TbFeCoを電極としたYH2チャネルの磁気電気伝導特性2015

    • 著者名/発表者名
      高尾 啓、松永智善、飯笹圭太郎、西間木 誠、酒井政道、樋口宏二、北島 彰、大島明博、長谷川 繁彦、兼平 冬馬、粟野 博之
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、湘南キャンパス、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 外部磁場中のスピンホール効果に関する古典的運動方程式2015

    • 著者名/発表者名
      酒井政道
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、湘南キャンパス、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スピンポラライザー/アナライザーから構成する排他的論理和ゲート2014

    • 著者名/発表者名
      酒井政道
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2014
    • 発表場所
      東京ビッグサイト、江東区、東京都
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スピン蓄積を介したスピン軌道相互作用ーローレンツ力間協同効果による横磁気抵抗:両極性伝導体YH2の場合2014

    • 著者名/発表者名
      酒井政道、高尾啓、松永智善、桜庭琢士、本多善太郎、樋口宏二、北島彰、大島明博、長谷川繁彦、粟野博之
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学、春日井キャンパス、春日井市
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hall Effect and Magnetoresistance in GdxY1-xH2 (x≒0.4)2013

    • 著者名/発表者名
      Takahito SAKURABA, Masamichi SAKAI, Tastuya ARAI, Yusuke TANAKA, Hiroaki HIRAMA, Zentaro HONDA, Akira KITAJIMA, Koji HIGUCHI, Akihiro OSHIMA, and Shigehiko HASEGAWA
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      Makuhari,Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical Assessment of Carrier Effective Mass in GdxY1-xH2 (0≦x≦1)2013

    • 著者名/発表者名
      Shota HARUYAMA, Masamichi. SAKAI, Takahito SAKURABA, Hiroaki HIRAMA, Zentaro HONDA, Akira KITAJIMA, Koji HIGUCHI, Akihiro OSHIMA
    • 学会等名
      Optical Assessment of Carrier Effective Mass in GdxY1-xH2 (0≦x≦1)
    • 発表場所
      Makuhari,Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン軌道相互作用とローレンツ力との協同効果による横磁気抵抗およびホール抵抗:両極性伝導体の場合2013

    • 著者名/発表者名
      酒井 政道,本多善太郎,北島 彰,大島 明博,長谷川 繁彦
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス、京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] GdxY1-xH2 (x≒0.4)におけるホール抵抗と横磁気抵抗の温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      桜庭 琢士,酒井 政道,本多 善太郎,平間弘晃,新井達也,田中祐輔,北島 彰,大島 明博,樋口 宏二,長谷川 繁彦
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス、京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] スピンポラライザー/アナライザーから構成する論理演算ゲート

    • 著者名/発表者名
      酒井政道
    • 学会等名
      JST発 新技術発表会
    • 発表場所
      JST東京別館ホール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 埼玉大学工学部機能材料工学科酒井研究室

    • URL

      http://www.fms.saitama-u.ac.jp/lab/sakai/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 酒井研究室 埼玉大学工学部機能材料工学科

    • URL

      http://www.fms.saitama-u.ac.jp/lab/sakai/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 埼玉大学工学部機能材料工学科酒井研究室

    • URL

      http://www.fms.saitama-u.ac.jp/lab/sakai/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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