酸化物スピントロニクスとスピン流トランジスタへの展開

• 研究課題/領域番号: 26790038
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: キュウ 志勇 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (30516414)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: スピントロニクス / スピン流 / 磁性 / 酸化物 / スピンポンピング

研究成果の概要

本研究は、スピン流－電流変換とスピン流輸送の学理を究明し、その高効率化を実現するものである。
金属や半導体に限られていたスピン流－電流変換材料の舞台をさらに広げるため、酸化物及び磁性体薄膜の作製・界面処理技術を駆使することで、様々な材料におけるスピン流の生成・検出を調査し、その効率を格段に向上させことを試みた。そして、関連するスピン流物性の学理の構築にも貢献した。
新材料・新プロセスに基づく次世代の省エネルギースピンデバイス技術を切り拓き、スピン流素子の実現に試みた。

研究成果

• [雑誌論文] Origin of the spin Seebeck effect in compensated ferrimagnets (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Geprgs, A. Kehlberger, F. D. Coletta, Z. Qiu, E. J. Guo, T. Schulz, C. Mix, S. Meyer, A. Kamra, M. Althammer, H. Huebl, G. Jakob, Y. Ohnuma, H. Adachi, J. Barker, S. Maekawa, G. E. W. Bauer, E. Saitoh, R. Gross, S. T. B. Goennenwein, and M. Klaeui
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 10452-10452
  • DOI: 10.1038/ncomms10452
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Critical suppression of spin Seebeck effect by magnetic fields (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa, K. Uchida, S. Daimon, Z. Qiu, Y. Shiomi, and E. Saitoh,
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 6 ページ: 064413-064413
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.064413
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of anomalous Nernst effects in metallic multilayers free from proximity-induced magnetism (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, T. Kikkawa, T. Seki, T. Oyake, J. Shiomi, Z. Qiu, K. Takanashi, and E. Saitoh,
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 9 ページ: 094414-094414
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.094414
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intrinsic surface magnetic anisotropy in Y3Fe5O12 as the origin of low-magnetic-field behavior of the spin Seebeck effect (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, J. Ohe, T. Kikkawa, S. Daimon, D. Hou, Z. Qiu, E. Saitoh
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 92 号: 1 ページ: 014415-014415
  • DOI: 10.1103/physrevb.92.014415
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Generation of spin currents by surface plasmon resonance (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, H. Adachi, D. Kikuchi, S. Ito, Z. Qiu, S. Maekawa, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 6 号: 1 ページ: 5910-5910
  • DOI: 10.1038/ncomms6910
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of the interface condition on spin-Seebeck effects (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Qiu, D. Hou, K. Uchida, E. Saitoh
  • 雑誌名: Journal of Physics D: Applied Physics 巻: 48 号: 16 ページ: 164013-164013
  • DOI: 10.1088/0022-3727/48/16/164013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of inverse spin Hall effect in ferromagnetic FePt alloys using spin Seebeck effect (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Seki, K. Uchida, T. Kikkawa, Z. Qiu, E. Saitoh, and K. Takanashi,
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 107 号: 9 ページ: 092401-092401
  • DOI: 10.1063/1.4929691
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Suppression of martensitic transformation in Fe50Mn23Ga27 by local symmetry breaking (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ma, X. Liu, M. Yan, C. Wu, S. Ren, H. Li, M. Fang, Z. Qiu, and X. Ren
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 106 号: 21 ページ: 211903-211903
  • DOI: 10.1063/1.4921928
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] All-oxide spin Seebeck effects (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Qiu, D. Hou, K. Uchida, and E. Saitoh,
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 8 ページ: 083001-083001
  • DOI: 10.7567/apex.8.083001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhancement of spin-Seebeck effect by inserting ultra-thin Fe70Cu30 interlayer (2015)
  • 著者名/発表者名: D. Kikuchi, M. Ishida, K. Uchida, Z. Qiu, T. Murakami, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 号: 8 ページ: 082401-082401
  • DOI: 10.1063/1.4913531
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin Hall magnetoresistance at high temperatures (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Uchida, Z. Qiu, T. Kikkawa, R. Iguchi, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 号: 5 ページ: 052405-052405
  • DOI: 10.1063/1.4907546
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin-current injection and detection in κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Qiu, M. Uruichi, D. Hou, K. Uchida, H. M. Yamamoto, and E. Saitoh,
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 5 号: 5 ページ: 057167-057167
  • DOI: 10.1063/1.4922007
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interface-dependent magnetotransport properties for thin Pt films on ferrimagnetic Y3Fe5O12 (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Shiomi, T. Ohtani, S. Iguchi, T. Sasaki, Z. Qiu, H. Nakayama, K. Uchida, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 ページ: 242406-242406
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spin current generation from sputtered Y3Fe5O12 films (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Lustikova, Y. Shiomi, Z. Qiu, T. Kikkawa, R. Iguchi, K. Uchida, and E. Saitoh
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111 号: 15 ページ: 153902-153902
  • DOI: 10.1063/1.4898161
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Electric probe for spin transition and fluctuation (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhiyong Qiu
  • 学会等名: APS March meeting
  • 発表場所: Baltimore (USA)
  • 年月日: 2016-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] Electric probe for spin transition and fluctuation (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhiyong Qiu
  • 学会等名: AMIS2016
  • 発表場所: Tohoku univercity (Sendai, Miyagi, Japan)
  • 年月日: 2016-02-22
  • 国際学会
• [学会発表] Electric detection of spin fluctuation (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhiyong Qiu
  • 学会等名: EMNHongkong2015
  • 発表場所: Hongkong (China)
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electric probe for spin transition and fluctuation (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhiyong Qiu
  • 学会等名: PASPA20 2015
  • 発表場所: Tohoku univercity (Sendai, Miyagi, Japan)
  • 年月日: 2015-09-26
  • 国際学会
• [学会発表] Electric detection of spin fluctuation (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhiyong Qiu
  • 学会等名: CPS2015
  • 発表場所: Changchun (China)
  • 年月日: 2015-09-10
  • 国際学会
• [学会発表] Electric Neel temperature determination of an antiferromagnetic insulator film (2015)
  • 著者名/発表者名: Z. Qiu
  • 学会等名: The AIMR International Symposium 2015
  • 発表場所: Sendai (Japan)
  • 年月日: 2015-02-17 – 2015-02-19
• [学会発表] Investigation of inverse spin-Hall effect of bismuth oxide (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Qiu
  • 学会等名: The 3rd International Conference of AUMS
  • 発表場所: Haikou (China)
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
• [学会発表] 全酸化物系におけるスピンゼーベック効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 邱志勇
  • 学会等名: 日本物理学会2014年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Inverse spin Hall effect for conductive oxides (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Qiu
  • 学会等名: International Conference on Advanced Materials Development and Performance 2014
  • 発表場所: Busan (Korean)
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-20
  • 招待講演