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2014 Fiscal Year Annual Research Report

電気的スピン変換

Planned Research

Project Areanano spin conversion science
Project/Area Number 26103003
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

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

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 勝本 信吾  東京大学, 物性研究所, 教授 (10185829)
齋藤 秀和  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (50357068)
浜屋 宏平  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90401281)
Project Period (FY) 2014-06-27 – 2019-03-31
Keywordsスピンエレクトロニクス / スピン変換 / 半導体 / トポロジカル絶縁体 / ホイスラー合金
Outline of Annual Research Achievements

H26年度は各研究グループでそれぞれ(1)微細構造スピン変換素子作製装置、(2)スピン=光変換観測システム、(3)プローブ顕微鏡、を導入及び立ち上げを行い、H27年度以降の研究基盤の構築を行った。
学術面では、以下の成果を挙げた。(1)3次元トポロジカル絶縁体における表面スピン偏極の観測とnon-zero Berry phaseの観測(2)GaAsにおける動力学的スピン輸送とスピン変換の室温における実現(3)III-V族スピン=光変換用素子の作製条件最適化
(1)-(3)に関しては学術論文4件にまとめられている。学術論文として出版はされていないが顕著な業績としては、ホイスラー系強磁性金属を用いた界面スピン変換現象の観測、熱流とスピン流の相関によるスピンカロリトロニクス的観点から金属スピン素子における熱=スピン変換の高効率化、などが挙げられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究初年度ではあるが、既に多様な材料ステージにおいて、スピン=電荷、スピン=光、スピン=熱など多彩なスピン変換現象が観測された。これらは新学術領域研究における5つの班間の連携研究による成果という側面もあり、新学術領域研究として望ましい進展であると判断できる。これらの成果の発信状況としてもNano LettersやPhysical Review Bなど高いインパクト・ファクターを有する一流学術誌に掲載されている。

Strategy for Future Research Activity

H26年度は非常に好適な研究の進捗が見られたので、引き続き班内・班間連携を継続的に推進し、H26年度並のレベルの成果の発信状況を維持していく。特にその萌芽が見られる熱=スピン変換などの学理の理解に注力していくと共に、新現象の発見や新材料の開拓にも鋭意努力する。

  • Research Products

    (23 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (19 results)

  • [Journal Article] Spin transport and spin conversion in compound semiconductors with non-negligible spin-orbit interaction2015

    • Author(s)
      A. Yamamoto, Y. Ando, T. Shinjo T. Uemura and M. Shiraishi,
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 91 Pages: 024417

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.91.024417

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication of Ge-based light-emitting diodes with a ferromagnetic2015

    • Author(s)
      S. Iba, H. Saito, S. Yuasa, Y. Yasutake,
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys

      Volume: 54 Pages: 04DM02

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Surface Shubnikov-de Haas oscillations and nonzero Berry phases of the topological hole conduction in Tl1-xBi1+xSe22014

    • Author(s)
      G. Eguchi, K. Kuroda, K. Shirai, A. Kimura and M. Shiraishi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 90 Pages: 201307

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.90.201307

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Electrical Detection of the Spin Polarization Due to Charge Flow in the Surface State of the Topological Insulator Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.32014

    • Author(s)
      Yu. Ando, T. Hamasaki, T. Kurokawa, F. Yang, M. Novak, S. Sasaki, K. Segawa, Yo. Ando and M. Shiraishi,
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 14 Pages: 6226

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1021/nl502546c

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 微量水素終端したグラフェンにおけるスピン軌道相互作用と電子波位相破壊の抑制2015

    • Author(s)
      上條潤一,片桐勇人,加藤建彰,中村壮智,勝本信吾,江澤雅彦,春山純志,Barbaros zyilmaz
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-24
  • [Presentation] 水素化グラフェンにおけるスピン注入2015

    • Author(s)
      中村壮智,橋本義昭,春山純志,家泰弘,勝本信吾
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-24
  • [Presentation] 黒リン単原子層の特異な電子物性2015

    • Author(s)
      片桐勇人,牧野竜也,大畠智佳,中村壮智,勝本信吾,江澤雅彦,篠原久典,春山純志
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-24
  • [Presentation] MoS2単原子層への電子線照射・構造転移と電子物性2015

    • Author(s)
      牧野竜也,片桐勇人,大畠智佳,中村壮智,勝本信吾,末永和知,春山純志
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-24
  • [Presentation] トポロジカル絶縁体Tl1-xBi1+xSe2の表面輸送特性と電子散乱機構2015

    • Author(s)
      江口 学
    • Organizer
      JPS 2015 spring meeting
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [Presentation] Detection of Surface Spin Current in 3-D Topological Insulator, BiSbSeTe2015

    • Author(s)
      M. Shiraishi
    • Organizer
      DPG Spring Meeting 2015
    • Place of Presentation
      ドイツ ベルリン
    • Year and Date
      2015-03-17
  • [Presentation] Highly efficient spin pumping from a single-crystalline Fe3Si layer into a Si channel2015

    • Author(s)
      Yuichiro Ando
    • Organizer
      JSAP Spring Meeting
    • Place of Presentation
      東海大 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] Dynamical spin injection into solution-processed Carbon-nanotubes2015

    • Author(s)
      Hiroshi Nagano
    • Organizer
      JSAP Spring Meeting
    • Place of Presentation
      東海大 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] Dynamical spin injection into n-type 4H-SiC2015

    • Author(s)
      Ei Shigematsu
    • Organizer
      JSAP Spring Meeting
    • Place of Presentation
      東海大 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] “単結晶Fe3Si薄膜からSiチャネル中への高効率スピンポンピング”2015

    • Author(s)
      安藤裕一郎,市場昂基,山田晋也,新庄輝也,浜屋宏平,白石誠司
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] 2端子Co2FeSiスピン注入による巨大純スピン流の生成2015

    • Author(s)
      黒川孝幸, 沖宗一郎, 山田晋也, 金島岳, 浜屋宏平
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] 2端子Co2FeSiスピン注入による巨大スピン蓄積の検出2015

    • Author(s)
      黒川孝幸,沖宗一郎, 山田晋也, 金島岳, 浜屋宏平
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [Presentation] Effect of growth condition on circular polarization of luminescence in2015

    • Author(s)
      S. Iba, H. Saito, S. Yuasa, K. Watanabe, Y. Oono,
    • Organizer
      第62会応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 平塚市
    • Year and Date
      2015-03-11
  • [Presentation] Surface Shubnikov-de Haas oscillations of the topological hole conduction in the bulk insulator Tl1-xBi1+xSe22015

    • Author(s)
      G. Eguchi
    • Organizer
      APS 2015
    • Place of Presentation
      サンアントニオ、アメリカ
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-06
  • [Presentation] Electrical injection and extraction of spin polarized current through a ferromagnetic metal / topological insulator interface2014

    • Author(s)
      Y. Ando
    • Organizer
      TQP2014
    • Place of Presentation
      Kyoto Univ.
    • Year and Date
      2014-12-16 – 2014-12-20
  • [Presentation] Reversible electron-hole conduction and surface Shubnikov-de Haas oscillations in the bulk insulator Tl1-xBi1+xSe22014

    • Author(s)
      G. Eguchi
    • Organizer
      TQP2014
    • Place of Presentation
      Kyoto Univ.
    • Year and Date
      2014-12-16 – 2014-12-20
  • [Presentation] Electrical detection of the Spin Polarized current due to spin-momentum locking in the surface state of the topological insulator Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.32014

    • Author(s)
      Y.Ando
    • Organizer
      59th Annual conference on MMM
    • Place of Presentation
      Honolulu,Hawai
    • Year and Date
      2014-11-03 – 2014-11-07
  • [Presentation] Demonstration of spin transport in n-type Germanium epilayers at room temperature2014

    • Author(s)
      S.Dushenko
    • Organizer
      59th Annual conference on MMM
    • Place of Presentation
      Honolulu,Hawai
    • Year and Date
      2014-11-03 – 2014-11-07
  • [Presentation] Comparison of the spin injection/extraction efficiencies between bulk-insulating and –metallic topological insulators2014

    • Author(s)
      T.Hamasaki
    • Organizer
      59th Annual conference on MMM
    • Place of Presentation
      Honolulu,Hawai
    • Year and Date
      2014-11-03 – 2014-11-07

URL: 

Published: 2016-06-01  

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