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本研究では、従来、積層構造(縦型)であったスピンデバイスを、面内構造(横型)に展開して、スピンデバイスの多端子化を実現し、より機能的なスピントロニクス素子(具体的には、多端子からなるスピン能動素子、スピン論理回路)を試作し、次世代のスピントロニクス素子として期待される素子を試作することを目的としている。最終年度である本年度は、これまでの研究で得た、スピン吸収効果やスピンホール効果等の基礎物理現象のより詳細な研究、及び多端子スピン注入による蓄積スピンの量子化軸方向電気的制御法の更なる高性能化を目指して、実験を行った。得られた成果は、以下の通りである。
(1) スピン吸収効果により、NiFe/Cuオーミック接合では、トンネル接合に比べ、電子の拡散速度が増大することが分かった。
(2) 様々な遷移金属のスピンホール効果を調べることで、実験結果が内因的発現機構による数値計算結果で定量的に説明できることが分かった。
(3) 接合界面のスピン偏極率や非磁性体の伝導率は、素子作製後のポストアニールで向上することが判明した。
これらの得られた純スピン流制御技術を基に、高性能な三次元スピン注入技術や多値メモリなどを考案し、現在、発展型の素子を試作中である。
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