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Investigation of spin transport phenomena in Si for application of spin device

硅中自旋输运现象的研究及其应用

基本信息

批准号：
18J22869
负责人：
李垂範
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

スピン-軌道相互作用はスピン流-電流相互変換や外部磁場を使わないスピン流の電気的な操作などに用いられる．さらに，スピン-軌道相互作用は小さいエネルギースケールを持ち，基礎物理から応用まで広い範囲で注目を浴びている．これまでは既にスピン-軌道相互作用が内在されている重金属系，低次元電子系や物質，閃亜鉛鉱構造の結晶などがスピン-軌道相互作用の主な研究対象であった．一方で，シリコンはその小さい原子番号(14番)と結晶の空間反転対称性により，スピン-軌道相互作用の研究領域では研究対象として排除されてきた．しかし，シリコンスピンデバイスのチャネルはゲート電圧を印加するため金属/酸化物/半導体(MOS)構造となっており，このMOS構造でシリコンと二酸化シリコンの界面は空間反転対称性が敗れていることに着目した．シリコン/二酸化シリコンのMOS構造でゲート電圧を印加すると2次元の電子層が生成される且つ，面直方向に電界が生じるため，界面由来のスピン-軌道相互作用が発現するための条件を充足させる．令和2年度の研究では，シリコンスピンデバイスにおける電子のスピンとその軌道間の相互作用に調査した．スピン-軌道相互作用の証拠としてスピン寿命がスピン方向に依存して異なるスピン寿命の異方性を，外部電界(ゲート電圧)を印加しながら評価した．その結果，シリコンスピンデバイスでゲート電圧を印加することでスピン寿命の異方性が変化することが観測された．この結果はシリコン/二酸化シリコンの界面由来のスピン-軌道相互作用が人工的に引き起こされたことを示唆する初めての報告である．

The interaction between the orbit and the current is the interaction between the current and the electric field, and the operation of the current and the electric field is the interaction between the orbit and the current. In this case, the interaction between the two orbits is small, and the fundamental physics is small. Heavy metal systems, low-dimensional electron systems, substances, crystalline structures, etc. The atomic number (14) and the spatial symmetry of crystals are the main research fields of the interaction between orbitals and crystals. The metal/oxide/semiconductor (MOS) structure is composed of a metal/oxide/semiconductor (MOS) structure, a metal/oxide/semiconductor (MOS) structure, and a metal/oxide/semiconductor (MOS) structure. The MOS structure of a semiconductor device has a two-dimensional electron layer formed in the dielectric layer, and the electron layer is formed in the plane direction. The interface origin and the conditions for the formation of the two-dimensional electron layer are sufficient. In the 2nd year of our research, we investigated the interaction between electrons and orbits. The evidence of the orbital-orbital interaction depends on the direction of the orbit. The evidence of the orbital-orbital interaction depends on the direction of the orbit. As a result, the voltage of the battery is increased, and the heterogeneity of the battery life is increased. The results show that the interaction between the orbit and the surface of the interface is artificial and the interaction between the orbit and the surface is artificial.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Bias dependence of spin signals in Si spin MOSFET

Si 自旋 MOSFET 中自旋信号的偏置依赖性

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Lee;F. Rortais;Y. Ando;S. Miwa;Y. Suzuki;H. Koike and M. Shiraishi
通讯作者：
H. Koike and M. Shiraishi

Over 1% magnetoresistance ratio at room temperature in non-degenerate silicon-based lateral spin valves

DOI：
10.35848/1882-0786/aba22c
发表时间：
2020-08-01
期刊：
APPLIED PHYSICS EXPRESS
影响因子：
2.3
作者：
Koike, Hayato;Lee, Soobeom;Shiraishi, Masashi
通讯作者：
Shiraishi, Masashi

Investigation of anisotropy of spin relaxation in Si-based lateral spin valve

硅基横向自旋阀自旋弛豫各向异性研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Soobeom Lee;Fabien Rortais;Ryo Ohshima;Yuichiro Ando;Minori Goto;Shinji Miwa;Yoshishige Suzuki;Hayato Koike;Masashi Shiraishi
通讯作者：
Masashi Shiraishi

Gate voltage dependence of local spin accumulation voltage in Si-based lateral spin valve

硅基横向自旋阀中局部自旋累积电压的栅极电压依赖性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Soobeom Lee;Fabien Rortais;Ryo Ohshima;Yuichiro Ando;Yoshishige Suzuki;Hayato Koike and Masashi Shiraishi
通讯作者：
Hayato Koike and Masashi Shiraishi

SiスピンMOSFETでのスピン信号のバイアス依存性

Si 自旋 MOSFET 中自旋信号的偏置依赖性