対称性操作による3次元的スピン流制御手法の開発

• 研究課題/領域番号: 25K01298
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 杉本 聡志 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, 主任研究員 (90812610)
• 研究分担者: 荒木 康史 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (10757131)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2029年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2028年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2027年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2026年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2025年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
• キーワード: スピントロニクス / スピン軌道トルク / 薄膜作製技術 / スピン偏極

研究開始時の研究の概要

薄膜ヘテロ接合における電流-スピン流変換により生じるスピン軌道トルクは、高効率の電気的スピン制御を可能とする反面、その固定的なスピン偏極方向によりデバイス動作に幾何学的な制約が生じることが知られている。本研究では、“バンド構造の対称性操作”という方法論を導入し、既存の積層構造では禁則されていた異方的偏極成分の生成し、3次元的なスピン偏極ベクトルを設計することで、不揮発性メモリデバイスの書き込みプロセスを刷新や新規デバイスの創出を議論する。