研究課題
非磁性体中に蓄積したスピンを新規な物性探索の対象となる物質へと注入する技術を開発し、トンネル接合からオーミック接合までの様々な界面におけるスピン流量を定量的に評価する技術を確立した。具体的には、面内スピンバルブ素子を用いて、非局所スピン注入により非磁性体細線中にスピンを蓄積し、そのスピンに対して垂直方向の磁場を印加して歳差運動を誘起した。検出側電極に到達するスピンの向きおよびその量を定量的に評価できる理論モデルを構築し、検出側磁性体へと流れ込むスピンと非磁性体細線をそのまま流れているスピンとの分離量を計算した。効率よく磁性体中にスピンを注入するためには、磁性体の磁化と非磁性体中のスピンが同方向でない方が好ましく、かつ磁性体と非磁性体の界面抵抗は小さい方が好ましいことを明らかにした。更に、磁化の歳差運動を利用したスピン流生成技術も確立し、非局所スピン注入による静的なスピン流と歳差運動に起因した動的なスピン流を相補的に用いた物性探索が可能になった。そこで、スピン流を用いた物性探索のための材料としてイリジウム酸化物と硫化ユーロピウムを選び、それらに対してスピン注入を行った。イリジウム酸化物においては、材料のもつ大きなスピン軌道相互作用を反映して大きなスピンホール効果を観測した。金属材料と比較して酸化物材料は高抵抗であるために、スピン流の電気的な（電圧）検出材料として極めて有望であることを示した。硫化ユーロピウムにおいては、磁気相転移近傍でスピンホール効果の符号が反転する現象を観測した。その起源はまだ明らかでないが、注入スピン量の影響等を詳細に調べることで物性制御技術への展開が期待できる。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2014 2013
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件)
Physical Review B (Rapid Communications)
巻: vol. 89 ページ: 081308 1-5
10.1103/PhysRevB.89.081308
Nature Communications
巻: vol. 4 ページ: 2893 1-6
10.1038/ncomms3893
Applied Physics Letters
巻: vol. 103 ページ: 162403 1-4
10.1063/1.4824897
