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2005 年度 研究成果報告書概要

半導体ナノスピントロニクス

研究課題

研究課題/領域番号 14076103
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

宗片 比呂夫  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (60270922)

研究分担者 田中 雅明  東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (30192636)
伊藤 公平  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (30276414)
勝本 信吾  東京大学, 物性研究所, 教授 (10185829)
白井 正文  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70221306)
研究期間 (年度) 2002 – 2006
キーワードスピントロニクス / スピン依存光物性 / スピン依存電気伝導 / スピンエレクトロニクス / スピン量子操作 / 強磁性半導体
研究概要

5つの研究項目を設定して計画研究19課題と公募研究13課題で研究を遂行した。A01(光スピン)ではGaN中のキャリアスピンの超高速緩和現象、強磁性半導体の光誘起才差運動、光誘起磁化の直接観察などが新たに見出された。近接場磁気光学顕微鏡の動作実験も行われた。A02(電子スピン)では、電子材料・デバイスに向けた新展開、すなわち、シリコン系磁性半導体素材の登場、新バリア層を用いたスピン共鳴トンネル効果素子の大きな磁気抵抗効果が示された。A03(量子スピン)では光によるシリコン核スピンの初期化、電子スピンコヒーレンスの光制御など、光による量子スピン操作に大きな進展があった。A04(スピン物性)では、量子干渉によるスピン検証、低電流スピン注入磁化反転、室温強磁性など特筆すべき成果が得られた。A05(スピンデザイン)では、量子ポイントコンタクトによるスピンフィルタ効果、スピン注入における界面の重要性の指摘などが世界に先駆けて提案された。4年間で、8回の領域研究会・成果報告会、3回のオープンな投稿形式の国内会議「半導体スピン工学」、公開シンポジウム「スピンが拓く未来のスピントロニクス」(平成18年1月24日)を主催し、本領域に参画する研究代表者・研究協力者らによる研究成果の公開と検討、研究目標の浸透、ならびに領域内外の連携促進を推進した。2005年8月には国際スクール・会議「Spintech-III」を本領域主催として淡路島夢舞台で、ならに、取りまとめ期間中の2006年8月には国際会議「Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Semiconductors ; PASPS」を仙台市国際センターで実施し、本研究領域が中心となって得られた研究成果を世界に発信するとともに、物性物理学や電子工学において重要な研究分野と国際的に認知されつつあるスピントロニクスにおけるわが国の先導的な立場をあらためて強固にしつつ、世界の理工学に貢献した。

  • 研究成果

    (51件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 2002

すべて 雑誌論文 (35件) 図書 (12件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Investigation of spin voltaic effect in a p-n heterofunction2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, J.Hayafuji, H.Munekata
    • 雑誌名

      Japan Journal of Applied Physics (Express Letter) 45

      ページ: L663-L665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Photo-induced changes in magnetization orientation in (Ga, Mn)As observed directly by a scanning laser magneto-optical microscope2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, K.Nomura, G.Koizumi, H.Munekata
    • 雑誌名

      physica status solidi(c) 3

      ページ: 4263-4266

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Half-metallicity at the(110)interface between a full Heusler alloy and GaAs2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nagao, Y.Miura, M.Shirai
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

      ページ: 104447/1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Ab initio study on stability of half-metallic Co-based full-Heusler alloys2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Miura, M.Shirai, K.Nagao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 99

      ページ: 08J112/1-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Investigation of spin voltaic effect in a p-n heterojunction2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, J.Hayafuji, H.Munekata
    • 雑誌名

      Japan Journal of Applied Physics (Express Letter) 45

      ページ: L663-L665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Photo-induced changes in magnetization orientation in (Ga,Mn)As observed directly by a scanning laser magneto-optical microscope2006

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, K.Nomura, G Koizumi, H.Munekata
    • 雑誌名

      physica status solidi (c) 3

      ページ: 4263-4266

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Half-metallicity at the (110) interface between a full Heusler alloy and GaAs2006

    • 著者名/発表者名
      K.Nagao, Y.Miura, M.Shirai
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

      ページ: 104447 / 1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Ultrafast quenching of ferromagnetism in InMnAs induced by intense laser irradiation2005

    • 著者名/発表者名
      J.Wang, C.Sun, J.Kono, A.Oiwa, H.Munekata, et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter 95

      ページ: 167401/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] High temperature ferromagnetism in GaAs-based heterostructures with Mn delta doping2005

    • 著者名/発表者名
      A.M.Nazmul, T.Amemiya, Y.Shuto, S.Sugahara, M.Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

      ページ: 17201/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Spintronics : Recent progress and tomorrow's challenges2005

    • 著者名/発表者名
      M.Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 278

      ページ: 25-37

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Self-assembly of parallel atomic wires and periodic clusters of silicon on a vicinal Si(111) surface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sekiguchi, S.Yoshida, K.M.Itoh
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

      ページ: 106101/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Coherence time of decoupled nuclear spins in silicon2005

    • 著者名/発表者名
      T.D.Ladd, D.Maryenko, Y.Yamamoto, E.Abe, K.M.Itoh
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

      ページ: 014401/1-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Direct observation of a neutral Mn acceptor in Ga_<1-x>Mn_xAs by resonant x-ray emission spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishiwata, S.Katsumoto, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

      ページ: 121202(R)/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Observation of the Fano-Kondo antiresonance in a quantum wire with a side-coupled quantum dot2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sato, H.Aikawa, K.Kobayashi, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

      ページ: 0668801/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Ultrafast quenching of ferromagnetism in InMnAs induced by intense laser irradiation2005

    • 著者名/発表者名
      J.Wang, C.Sun, J.Kono, A.Oiwa, H.Munekata, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95

      ページ: 167401/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Direct observation of a neutral Mn acceptor in Gai,MnxAs by resonant x-ray emission spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishiwata, S.Katsumoto, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

      ページ: 121202(R) / 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Dynamics of photo-induced magnetization rotation in ferromagnetic semiconductor p-(Ga, Mn)As2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Mitsumori, A.Oiwa, H.Munekata, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 033203-033206

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A spin metal-oxide-semiconductor field-effect transistor using half-metallic-ferromagnet contacts for the source and drain2004

    • 著者名/発表者名
      S.Sugahara, M.Tanaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 84

      ページ: 2307-2309

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Observation of "partial coherence" in an Aharonov-Bohm interferometer with a quantum dot2004

    • 著者名/発表者名
      H.Aikawa, K.Kobayashi, A.Sano, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 92

      ページ: 176802/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Interference effect in multi-level transport through a quantum dot2004

    • 著者名/発表者名
      H.Aikawa, K.Kobayashi, A.Sano, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73

      ページ: 3235-3238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Fano resonance in a quantum wire with a side-coupled quantum dot2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi, H.Aikawa, A.Sano, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

      ページ: 035319/1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Atomic disorder effects on half-metallicity of the full-Heusler alloys Co_2(Cr_<1-x>Fe_x)Al : A first-principles study2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Miura, K.Nagao, M.Shirai
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 144413/1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] ハーフメタル強磁性体のマテリアルデザイン2004

    • 著者名/発表者名
      白井 正文
    • 雑誌名

      固体物理 39

      ページ: 861-866

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Dynamics of photo- induced magnetization rotation in ferromagnetic semiconductor p-(Ga,Mn)As2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Mitsumori, A.Oiwa, H.Munekata, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 033203-033206

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Interference effect in multi-level transport through a quantum dot2004

    • 著者名/発表者名
      H.Aikawa, K.Kobayashi, A.Sano, S.Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      J. of the Physical Society of Japan 73

      ページ: 3235-3238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Fano resonance in a quantum wire with a side-coupled quantum dot2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kobayashi, H.Aikawa, A.Sano, S, Katsumoto, Y.Iye
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

      ページ: 035319/1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Atomic disorder effects on half-metallicity of the full-Heusler alloys Co2(Cri.Fex)Al : A first-principles study2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Miura, K.Nagao, M.Shirai
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 144413/1-7

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Materials design for a half metal ferromagnet (Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      M.Shirai
    • 雑誌名

      Solid State Physics 39

      ページ: 861-866

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Light-driven microcantilever actuator based on photoenhanced magnetization in a GaAs-Fe composite film2003

    • 著者名/発表者名
      T.Shinshi, H.Munekata, et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter 83

      ページ: 3425-3427

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Ferromagnetism and High Curie Temperature in Semiconductor Heteostructures with Mn-delta-doped GaAs and p-type Selective Doping2003

    • 著者名/発表者名
      A.M.Nazmul, S.Sugahara, M.Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B 67

      ページ: 241308(R)/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Growth and characterization of ~<28>Sin/~<30>Sin isotope superlattices2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, K.M.Itoh, Y.Shiraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 83

      ページ: 2318-2320

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Ferromagnetism and High Curie Temperature in Semiconductor Heterostructures with Mn-delta-doped GaAs and p-type Selective Doping2003

    • 著者名/発表者名
      A.M.Nazmul, S.Sugahara, M.Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B 67

      ページ: 241308(R) /1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Growth and characterization of 28Sin/30Sin isotope superlattices2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, K.M.Itoh, Y.Shiraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 83

      ページ: 2318-2320

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] An all silicon quantum computer2002

    • 著者名/発表者名
      T.D.Ladd, J.R.Goldman, F.Yamaguchi, Y.Yamamoto, E.Abe, K.M.Itoh
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 80

      ページ: 017901/1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Itoh An all silicon quantum computer2002

    • 著者名/発表者名
      T.D.Ladd, J.R.Goldman, F.Yamaguchi, Y.Yamamoto, E.Abe, K.M.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 80

      ページ: 017901 / 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Proceedings of the 4th International Conference on the Physics and Applications of spin-related Phenomena in Semiconductors2007

    • 著者名/発表者名
      Edited by M.Tanaka, K.M.Itoh, S.katsumoto, M.Shirai, H.Munekata
    • 総ページ数
      350
    • 出版者
      Special Issue of physica status solidi, Wiley VCH
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Proceedings of the 4th International Conference on the Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors2007

    • 著者名/発表者名
      M.Tanaka, K.M.Itoh, S.Katsumoto, M.Shirai, H.Munekata
    • 総ページ数
      350
    • 出版者
      Special Issue of physica status solidi, Wiley VCH
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Optical Phenomena in Magnetic Semiconductors (Chapter 1,p.1-p.42), in "Concepts in Spin Electronics", (edited by S.Maekawa)2006

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 総ページ数
      398
    • 出版者
      Oxford Science Publications, Oxford
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 超伝導・超流動2006

    • 著者名/発表者名
      勝本信吾, 河野公俊
    • 総ページ数
      141
    • 出版者
      岩波書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Optical Phenomena in Magnetic Semiconductors in "Concepts in Spin Electronics", edited by S. Maekawa2006

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 総ページ数
      Chapter 1, 1-42
    • 出版者
      Oxford Science Publications, Oxford
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Superconductivity and Superfluid (Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      S.Katsumoto, K.Kono
    • 総ページ数
      141
    • 出版者
      Iwanami
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] スピンエレクトロニクスの基礎と最前線 第7章「磁性半導体の光磁化と光操作」(p.79-92)(猪俣浩一郎監修)2004

    • 著者名/発表者名
      宗片 比呂夫
    • 総ページ数
      325
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] スピンエレクトロニクスの基礎と最前線 第11章「高スピン偏極材料の理論設計」(p.129-137)2004

    • 著者名/発表者名
      白井 正文
    • 総ページ数
      325
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Photomagnetic effect and optical manipulations in magnetic semiconductors in "Fundamentals and Frontier of Spin-electronics (Japanese)", edited by K. Inomata2004

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 総ページ数
      Chapter 7, 79-92
    • 出版者
      CMC Publishing
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Theoretical design of highly spin-polarized materials in "Fundamentals and Frontier of Spin-electronics (Japanese)", edited by K. Inomata2004

    • 著者名/発表者名
      M.Shirai
    • 総ページ数
      Chapter 11, 129-137
    • 出版者
      CMC Publishing
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] ナノテクノロジー大事典(川合知二監修)中の「スコ゜ントロニクス」の章2003

    • 著者名/発表者名
      宗片 比呂夫
    • 総ページ数
      490-500
    • 出版者
      (株)工業調査会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Spintronics in "Encyclopedia of Nano-technology (Japanese)", edited by T. Kawai2003

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 総ページ数
      490-500
    • 出版者
      Kogyo-Chosa-Kai
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [産業財産権] p-i-n型円偏光変調発光半導体素子およびレーザ素子2005

    • 発明者名
      田中健一郎, 宗方比呂夫
    • 権利者名
      (財)理工学振興会
    • 産業財産権番号
      特願2005-020427
    • 出願年月日
      2005-01-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 強磁性共鳴周波数の制御方法及び周波数フィルタ素子2004

    • 発明者名
      宗方比呂夫 他2名
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願2004-100417
    • 出願年月日
      2004-03-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 円偏光直接検知素子及び円偏光検出器2004

    • 発明者名
      近藤剛, 他3名
    • 権利者名
      (財)理工学振興会
    • 産業財産権番号
      特願2004-167722
    • 出願年月日
      2004-06-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 量子サイズ効果を用いたスピン注入磁化反転磁気抵抗素子2003

    • 発明者名
      大岩顕, 宗片比呂夫, 他2名
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権番号
      特願2003-172473号
    • 出願年月日
      2003-06-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2008-05-27  

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