面内スピン注入素子を用いた多端子スピン論理素子の開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19686002
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 九州大学 (2008-2009); 東京大学 (2007)
• 研究代表者: 木村 崇 九州大学, 稲盛フロンティア研究センター, 教授 (80360535)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 電子デバイス / 機器 / 物性実験

研究概要

高性能な純スピン流デバイス実現を目指して、多端子スピン注入を用いたスピン方向電気制御技術を確立した。更に、白金細線における巨大スピンホール効果の電気的検出とその発現機構の解明、非磁性金属中のスピン緩和機構の解明すると共に、純スピン流の情報伝達時間に関する知見も得た。

研究成果

• [雑誌論文] Otani, Spin-dependent transport in a nanopillar non-local spin valve (2009)
  • 著者名/発表者名: J.B. Laloe, T. Yang, T. Kimura T, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 321 ページ: 3829
• [雑誌論文] Spin Hall effect in Molybdenum wires (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Morota, K. Ohnishi, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 105 ページ: 07C712
• [雑誌論文] Spin-current-induced dynamics in ferromagnetic nanopillars of lateral spin-valve structures (2009)
  • 著者名/発表者名: J.B. Laloe, T. Yang, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 105 ページ: 07D110
• [雑誌論文] Highly efficient nonlocal spin injection and pure-spin-current-induced magnetization switching (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: Nat. Phys. 11 ページ: 851-854
• [雑誌論文] Local domain structure of exchange coupled NiFe/CoO nanowire probed by nonlocal spin valve measurement (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 103 ページ: 083915
• [雑誌論文] Improvement of superconductive properties of mesoscopic Nb wires by Ti passivation layers (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ohnishi, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp. 1 ページ: 021701-1~3
• [雑誌論文] Temperature evolution of spin relaxation in NiFe/Cu lateral spin valve (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, T. Sato, Y. Otani
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 100 ページ: 066602-1~4
• [雑誌論文] Current-excited magnetization reversal under in-plane magnetic field in a nanoscaled ferromagnetic wire (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Togawa, T. Kimura, K. Harada, T. Matsuda, A. Tonomura, Y. Otani, T. Akashi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 92 ページ: 012505
• [雑誌論文] Spin current absorption and spin Hall effect in ferromagentic/nonmagnetic hybrid structures (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani, L. Vila
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 103 ページ: 07F310
• [雑誌論文] Evolution of the spin Hall effect in Pt nanowires: Size and temperature effects (2007)
  • 著者名/発表者名: L. Vila, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 99 ページ: 226604
• [雑誌論文] Large spin accumulation in a Permally/Silver lateral spin valve (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 99 ページ: 196604-1~4
• [雑誌論文] Vertical stack of Co nanorings with current-perpendicular-to-plane giant magnetoresistance: Experiment and micromagnetic simulation (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, A. Hirohata, L. Vila, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 76 ページ: 172401-1~4
• [雑誌論文] Electrical control of the direction of spin accumulation (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y.C. Otani, P.M. Levy
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 99 ページ: 166601-1~4
• [雑誌論文] Magnetization process of single magnetic ring detected by nonlocal spin valve measurement (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 101 ページ: 126102
• [雑誌論文] Domain formation induced by perpendicular spin injection (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, A. Hirohata, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 310 ページ: e690~e692
• [雑誌論文] Spin-current induced vortex displacement and annihilation in micro-scale Permalloy disk (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ishida, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 310 ページ: 2431~2432
• [雑誌論文] Room temperature reversible spin Hall effect (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani, T. Sato, S. Takahashi, S. Maekawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 98 ページ: 156601
• [雑誌論文] Vortex motion in chilarity-controlled pair of magnetic disks (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani H. Masaki, T. Ishida, R. Antos, J. Shibata
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 90 ページ: 132501
• [雑誌論文] Spin transport in lateral ferromagnetic/nonmagnetic hybrid structures (invited) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Phys.: Condens. Matter: Special Issue on Spin Electronics 19 ページ: 165216
• [雑誌論文] Current-induced vortex-vortex switching in a nanopillar comprising two Co nano-ring (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, A. Hirohata, M. Hara, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 90 ページ: 092505
• [雑誌論文] Domain wall nucleation assisted by nonlocal spin injection (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Phys. D: Appl. Phys.: Special Issue 40 ページ: 1285~1288
• [雑誌論文] Manipulating spin current in the magnetic nanopillar (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, A. Hirohata, T. Kimura, Y. Otani
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotechnol.: Special Issue on Nanotechnology for Information Storage 7 ページ: 259~264
• [学会発表] 細線における外因的スピンホール効果II (2010)
  • 著者名/発表者名: 諸田美砂子, 新見康洋, 木村崇, 大谷義近, Cyrile Deranlot, Albert Fert, CuIr
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] オーミック接合とトンネル接合から成る複合面内スピンバルブ素子におけるHanle効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 七海裕貴, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] Electrical detection of spin Hall effects in 3d, 4d transition metals (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura
  • 学会等名: International Workshop on Spin Currents
  • 発表場所: Sendai(Invited)
  • 年月日: 20100200
• [学会発表] Electrical detection of spin Hall effects in metallic systems (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura
  • 学会等名: 449. Wilhelm and Else Heraeus Seminar
  • 発表場所: Bad Honnef, Germany(Invited)
  • 年月日: 20100100
• [学会発表] Cyrile Deranlot, Albert FertCuIr細線における外因的スピンホール効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 諸田美砂子, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 超伝導細線におけるスピンホール効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大西紘平, 七海裕貴, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 面内スピンバルブにおけるHanle効果-強磁性端子材料依存性- (2009)
  • 著者名/発表者名: 七海裕貴, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Manipulation of spin currents in metallic systems (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura
  • 学会等名: InternationalConference on Magnetism 2009
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany(Invited)
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Pure Spin Current Injection through Superconductive/Normal Metal Ohmic Interface (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ohnishi, T. Kimura, Y. Otani
  • 学会等名: OIST Workshop
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] 2009 APS March Meeting (2009)
  • 学会等名: Pittsburgh
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20090400
• [学会発表] 非磁性金属のスピン緩和とスピンホール効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 諸田美砂子, 七海裕貴, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] 非対称磁気円盤における磁気渦の静的, および動的特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 正木博明, 坂田裕美, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] 連結磁気円盤における磁気渦並進運動の電気的検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂田裕美, 正木博明, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] 面内スピンバルブにおけるHanle効果の接合抵抗依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 七海裕貴, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] Manipulation of spin currents and spin Hall effects in metallic systems (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 学会等名: The23rdNishinomiya-Y ukawa Memorial International Workshop "Spin Transport in Condensed Matter
  • 発表場所: Kyoto Universit(invited)
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Spin-current-induced dynamics in ferromagnetic nanopillars of lateral spin-valve structures (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Laloe, T. Yang, Y. Fukuma, T. Kimura, M. Morota, Y. Otani
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] pin Hall effects in Nb, Mo, Pd, and Pt nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Morota, K. Ohnishi, T. Kimura, Y. Otani
  • 学会等名: 53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] スピン流関連現象の基礎と応用の展望(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 第4回スピントロニクス技術分科会, 電子情報技術産業協会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20081000
• [学会発表] 面内配列強磁性/非磁性複合素子におけるスピン依存伝導(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 遷移金属におけるスピンホール効果の起源の実験的探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 諸田美砂子, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 超伝導細線におけるスピン注入誘起準粒子の緩和過程 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大西紘平, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 非磁性細線で観測されるHanle効果へのオーミック接合した強磁性体端子の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 七海裕貴, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Moナノ細線におけるスピンホール効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 諸田美砂子, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 第32回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Manipulation of spin current and spin Hall effects in metallic systems (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 学会等名: SPINSWITCH Workshop "Spin Momentum Transfer, " AGH University of Science and Technology
  • 発表場所: Krakow, Poland(invited)
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Pure-spin-current-induced magnetization switching (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, T. Kimura, Y. Otani
  • 学会等名: SPIE NanoScience + Engineering
  • 発表場所: San Diego, USA(invited)
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] Spin current diffusion in lateral spin valve structure and excitation of vortex resonance in magneto-statically coupled disks (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani
  • 学会等名: IBM Almaden Research Center
  • 発表場所: San Jose, USA(invited)
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] Spin-current generation and manipulation in metallic nano-structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Otani, T. Kimura
  • 学会等名: Indo-Japan Workshop on Novel Magnetic Ordering in Nanostructured Materials
  • 発表場所: University of Tokyo, Japan(invited)
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] 非磁性体金属中のスピン緩和過程の温度依存性～フォノン、表面散乱の効果～ (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤孝哉, 大西紘平, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] 常伝導, 超伝導状態におけるNb細線のスピンホール効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大西紘平, 佐藤孝哉, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] Spin current absorptions and spin Hall effects in ferromagnetic/nonmagnetic hybrid structures (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, Y. Otani, L. Vila
  • 学会等名: 52nd Magnetism and Magnetic Materials Conference (MMM 2007)
  • 発表場所: Tampa, USA(invited)
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] 非磁性/超伝導接合特性に及ぼすスピン蓄積効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大西紘平, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] hybrid spin-valve structure to produce strong nonlocal spin current (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yang, A. Hirohata, T. Kimura, Y. OtaniA
  • 学会等名: 第31回日本応用磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] Py/Agプレーナースピンバルブ素子におけるスピン依存伝導 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 第31回日本応用磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 学習院大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 金属系ナノ構造におけるスピンホール効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: Vila Laurent, 木村崇, 大谷義近
  • 学会等名: 2007年秋季第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] ナノ微細磁気構造とスピン物性(招待講演 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木村崇
  • 学会等名: ナノ学会第5回大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20070500
• [学会発表] Pure spin current injection through superconductive/normal metal ohmic interface
  • 著者名/発表者名: K. Ohnishi, T. Kimura, Y. Otani
• [備考]
  • URL: http://inamori-frontier.kyushu-u.ac.jp/electronics/