シリコン中に生成したスピン流の3次元情報制御

• 研究課題/領域番号: 25709027
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 京都大学 (2014-2015); 大阪大学 (2013)
• 研究代表者: 安藤 裕一郎 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50618361)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円)
• キーワード: スピン流 / シリコン / スピン操作 / Spin MOSFET / スピン流輸送 / シリコンスピントロニクス / スピン流制御

研究成果の概要

本研究では電子が有する内部自由度の一つであるスピンに注目している．最終目標はスピンの流れであるスピン流の高度制御技術を確立である．特にシリコンは既存技術との整合性も高いためスピン情報を利用する”スピントロニクス”においても重要な半導体である．そこで，シリコン中のスピン流の高度制御技術の確立を目指して研究を行った．本研究により，磁界を用いたスピンの回転操作の高度化や長距離スピン輸送，スピンのゲート操作など多岐に渡る高度なスピン操作を室温で実証することに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Experimental demonstration of room-temperature spin transport in n-type germanium epilayers (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Dushenko, M Koike, Y. Ando, T. Shijo, M. Myronov and M. Shiraishi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 114 号: 19 ページ: 196602-196602
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.196602
  • NAID: 120005603938
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Room-temperature operation of Si spin MOSFET with high on/off spin signal ratio (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Tahara, Hayato Koike, Makoto Kameno, Tomoyuki Sasaki, Yuichiro Ando, Kazuhito Tanaka, Shinji Miwa, Yoshishige Suzuki, and Masashi Shiraishi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 11 ページ: 1-3
  • DOI: 10.7567/apex.8.113004
  • NAID: 210000137705
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin Transport in Nondegenerate Si with a Spin MOSFET Structure at Room Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Sasaki, Yuichiro Ando, Makoto Kameno, Takayuki Tahara, Hayato Koike, Tohru Oikawa, Toshio Suzuki, and Masashi Shiraishi.
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW APPLIED 巻: 2 号: 3 ページ: 034005-034005
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.2.034005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Local magnetoresistance in Fe/MgO/Si lateral spin valve at room temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Sasaki, Toshio Suzuki, Yuichiro Ando, Hayato Koike, Tohru Oikawa, Yoshishige Suzuki, and Masashi Shiraishi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 5 ページ: 52404-52404
  • DOI: 10.1063/1.4863818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin drift in highly doped n-type Si (2014)
  • 著者名/発表者名: Makoto Kameno, Yuichiro Ando, Teruya Shinjo, Hayato Koike, Tomoyuki Sasaki, Tohru Oikawa, Toshio Suzuki, and Masashi Shiraishi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 9 ページ: 92409-92409
  • DOI: 10.1063/1.4867650
  • 査読あり
• [学会発表] シリコンスピンMOSFETにおける熱により生成されたスピン信号へのゲート電圧による効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下 尚人，安藤裕一郎 小池勇人，佐々木智生，三輪真嗣，田中和仁，鈴木義茂，白石誠司
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] シリコンベース・スピントロニクスデバイスの将来展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤裕一郎，小池勇人，佐々木智生，鈴木義茂，白石誠司
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Large spin accumulation signal in a lateral spin valve with nondegenerate Si channel (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ando, H. Koike, T. Tahara, M. Kameno, T. Sasaki, Y. Suzuki, and M. Shiraishi
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2015-03-12
• [学会発表] Investigation of spin-drift velocity in n-type Si spin valve by using two－terminal Hanle effect measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀野 誠, 安藤 裕一郎, 新庄 輝也, 白石 誠司,小池 勇人, 佐々木 智生, 及川 亨, 鈴木 淑男
  • 学会等名: 応用物理学会(2013年秋季)
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] 強磁性-非磁性電極を用いた 2 端子法における 高ドープn 型 Si 中のスピンドリフト速度の定量的評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀野 誠, 安藤 裕一郎, 新庄 輝也, 白石 誠司,小池 勇人, 佐々木 智生, 及川 亨, 鈴木 淑男
  • 学会等名: 日本物理学会(2013年秋季)
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] Quantitative Investigation of Spin-drift Velocity in Highly-doped n-type Si (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kameno, Y. Ando, T. Shinjo, H. Koike, T. Sasaki, T. Oikawa, T. Suzuki and M. Shiraishi
  • 学会等名: 58TH ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
  • 発表場所: SHERATON DENVER DOWNTOWN HOTEL (アメリカ合衆国コロラド州デンバー)