界面近接効果による二次元層状物質の光スピン変換機能の創出

• 研究課題/領域番号: 25K01659
• 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29010:応用物性関連
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 境 誠司 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子機能創製研究センター, 上席研究員 (10354929)
• 研究分担者: 橋本 克之 東北大学, 理学研究科, 助教 (30451511) ; 岩澤 英明 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 放射光科学研究センター, 上席研究員 (90514068) ; 李 松田 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子技術基盤研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (90805649)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2027年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2025年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: 光スピン制御 / 二次元材料 / 近接効果 / 電子スピン共鳴 / 光電子分光

研究開始時の研究の概要

次世代ネットワークの根幹をなす光電融合の実現は、高速・省電力な光電変換機能の創出が鍵を握る。本研究では、スピン・バレー結合したスピン分極バンドを持つ遷移金属ダイカルコゲナイドとスピン輸送性に優れるグラフェンのヘテロ構造に着目し、同ヘテロ構造の界面近接効果に基づく光・スピン流間の情報変換の研究を行う。界面等の状態を制御したヘテロ構造を作製し、角度分解光電子分光による界面電子構造の分析と抵抗検出電子スピン共鳴によるキャリアのスピン特性の評価を行い、ヘテロ構造界面の近接効果を解明する。さらに、円偏光照射による光スピン変換の研究を行い、光励起スピン流の高効率生成と電界効果による制御を実現する。