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2015 年度 実績報告書

シリコン中の蓄積スピンと純スピン流物性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25246019
研究機関京都大学

研究代表者

白石 誠司  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30397682)

研究分担者 安藤 裕一郎  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50618361)
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2016-03-31
キーワードスピントロニクス / シリコン / スピントランジスタ / スピン依存ゼーベック効果 / スピンカロリトロニクス
研究実績の概要

最終年度である27年度は、(1)スピンMOSトランジスタの高性能化、(2)シリコンスピン素子を用いたスピンカロリトロニクス効果の研究、の2点を研究の主眼とした。
(1)のスピンMOSトランジスタの研究では、素子構造の更なる改良により室温において、通常のFET素子のon/off比が5桁得られると同時にスピン信号のon/off比も3桁以上得られる素子の創出に成功した。(2)のスピンカロリトロニクス効果の研究では、縮退領域・非縮退領域にあるシリコンスピンチャネルにおいて、スピン依存ゼーベック効果に起因する純スピン流及びスピン偏極電流の生成及びそれによるスピン信号の観測に室温で成功した。更に非縮退領域にあるシリコンをチャネルとするシリコンスピンMOSトランジスタ素子において、スピンカロリトロニクス効果によるスピン信号をゲート電圧によって変調することにも成功した。
以上のように電気的・熱的に生成したシリコン中のスピンカレントをゲート電圧で自在に制御するという大きな成果を達成することができた。
尚、今年度は本研究の成果の一部に対して応用物理学会シリコンテクノロジー分科会論文賞(2014年度に発表の論文に対して)、及び応用物理学会英語講演奨励賞(大学院学生に対して)が授与された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Room-temperature operation of Si spin MOSFET with high on/off spin signal ratio2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tahara, Hayato Koike, Makoto Kameno, Tomoyuki Sasaki, Yuichiro Ando, Kazuhito Tanaka, Shinji Miwa, Yoshishige Suzuki, and Masashi Shiraishi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 ページ: 1-3

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7567/APEX.8.113004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シリコンスピンMOSFETにおける熱により生成されたスピン信号へのゲート電圧による効果2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yamashita
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-21
  • [学会発表] Thermal spin injection and transport in non-degenerate n-type Si2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yamashita
    • 学会等名
      2016 Joint MMM-Intermag Conference
    • 発表場所
      San Diego, California
    • 年月日
      2016-01-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative investigation of the relationship between spin drift and spin signal in spin-MOSFET2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tahara
    • 学会等名
      2016 MMM-Intermag joint conference
    • 発表場所
      San Diego, California
    • 年月日
      2016-01-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Joule-heating-induced spin magnetoresistance in non-degenerate n-type Si2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yamashita
    • 学会等名
      第76回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-16
  • [学会発表] シリコンベース・スピントロニクスデバイスの将来展望2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Ando
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] Investigation of gate-voltage dependence of spin accumulation signal in nondegenerate Si2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tahara
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-14
  • [学会発表] Demonstration of spin-MOSFET using n-type Si at room temperature2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kameno
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism
    • 発表場所
      Barcelona,spain
    • 年月日
      2015-07-06
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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