Control of current-induced Rashba torque

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は，スピントロニクスデバイスの新たな機能性を生み出すことであり，特に軌道流由来のトルクをイオンゲルのゲート効果によって電気的に制御することであった．近年，軌道流の存在が理論的に明らかとなり，スピン軌道相互作用の小さい材料を用いて実験的にも示唆された．軌道流の観測及び制御は，スピントロニクス研究に新たなパラダイムを齎すことが期待される．本研究のこれまでの実績として，以下の3つが挙げられる．１つ目に，イオン液体の選定とイオンゲルの最適化を行った．軌道流をゲート制御するために電位窓や漏れ電流の観点で優れたI-V特性を有するイオンゲルを作製する必要があった．イオン液体DEME-TFSIおよびブロック共重合体を用いることで，先行論文に匹敵したI-V特性を有するイオンゲルの作製に成功した．また，関連成果として，第70回応用物理学会春季学術講演会にてポスター発表を行った．2つ目に，軌道流の観測にあたり，異なる2つの二次元ファンデルワールス(2DvdW)材料を重ね合わせるというアプローチを考えたため，まずは新規の2DvdW強磁性材料であるFe5GeTe2を選択し，磁気特性を調べた．その中で，通常の強磁性体金属とは異なる磁気的振る舞いを観測することに成功し，国際論文として出版されることが決定している．さらに，磁気特性を調べる工程で，2DvdW材料の微細加工プロセスも確立することができた．3つ目に，強磁性体の組成比を変化させることによって軌道トルクの大きさを変調させることに成功した．当初，異なる2つの2DvdW材料を用いて，軌道流のゲート制御を実施する予定であったが，近年，軌道流がトルクに変換される際に，強磁性体の種類に強く依存することが明らかとなってきたため，強磁性体組成比率を堅牢に制御し，軌道トルク効率の組成依存性を定量化することを優先した．現在，観測結果を成果にまとめている．