スピン軌道トルクにおける軌道対称性効果の解明と高効率大容量スピンデバイスの創製

• 研究課題/領域番号: 24H00030
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 大区分C
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 斉藤 好昭 東北大学, 国際集積エレクトロニクス研究開発センター, 教授 (80393859)
• 研究分担者: 湯浅 裕美 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (20756233) ; 輕部 修太郎 京都大学, 化学研究所, 特定准教授 (30802657) ; 白井 正文 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70221306) ; 池田 正二 東北大学, 国際集積エレクトロニクス研究開発センター, 教授 (90281865)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 197,340千円 (直接経費: 151,800千円、間接経費: 45,540千円); 2025年度: 54,600千円 (直接経費: 42,000千円、間接経費: 12,600千円); 2024年度: 66,690千円 (直接経費: 51,300千円、間接経費: 15,390千円)
• キーワード: スピンホール効果 / 軌道ラシュバ効果 / 電圧効果 / シンセティック反強磁性 / ジャロシンスキー守谷相互作用

研究開始時の研究の概要

本研究では、理想的な低消費電力・高速・大容量スピンメモリデバイスの創製に挑戦する。ここでは、スピンホール電極構造、軌道ラシュバ電極構造、電極材料の結晶構造、結晶配向性、比抵抗、スピン拡散長、軌道拡散長などの因子と、スピンホール効果および軌道ラシュバ効果の大きさとの相関を調べてスピン伝導メカニズムの解明を行い、低消費電力化技術を構築する。更に、大容量化を図るために、垂直磁化方式スピントンネル接合の無磁場反転技術および軌道ラシュバ効果の電圧制御技術を構築する。これらを統合することで、理想的なスピンメモリデバイスを創製する。本研究を通し、半導体・知的デバイスの低消費電力化に貢献する。