局所的空間反転対称性の破れによる電流誘起スピン偏極の生成

通过打破局部空间反演对称性产生电流诱导的自旋极化

基本信息

批准号：
21K03413
负责人：
明楽浩史
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03413/
关键词：
スピントロニクス原子層原子鎖

项目摘要

(1) 様々な螺旋状有機分子において観測されているスピン選択性に対する共通の機構を解明することを目的として、昨年度から継続して、螺旋状原子鎖におけるスピン・速度ロッキング（電子の運動の向きによって電子スピンの向きが決まる現象）の研究を行った。さまざまな形状の螺旋に対する計算を行うことで、ロッキングには螺旋の曲率と捩率の両方が必須であること、２つのタイプがあることを突き止めた。このロッキングを利用することによりスピンフィルター効率がほぼ100%に達するため、磁気抵抗メモリ(MRAM)の磁化スイッチングの効率の向上につながることが期待される。今年度はこの研究を論文にまとめ学術雑誌に投稿した。(2) 磁性不純物による磁化と半導体中の電子との間に働く交換相互作用がk・p項による伝導帯・価電子帯間の電子遷移を通してスピンと軌道運動の結合をもたらす一般的な機構を提案し、強磁性半導体InFeAsにおいて相対論的スピン軌道相互作用より格段に大きい結合が得られることを示した。この交換相互作用によるスピンと軌道の間の結合は磁化反転の効率向上に役立つことが期待される。今年度はこの研究を論文にまとめ学術雑誌に発表した。(3) 外因性スピンホール効果のskew散乱機構により逆向きのスピン流が生じる２つの量子井戸からなる二重量子井戸の面内に交流電場を印加した場合の反平行スピンホール流を計算し、交流電場の振動数が井戸間の電子のトンネル遷移の振動数に一致することによる共鳴ピークを見出した。この結果は交流電場の振動数を変えることによりスピン流を電気的に制御する可能性を示唆している。今年度はこの研究を論文にまとめ学術雑誌に発表した。

（1）为了阐明在各种螺旋有机分子中观察到的自旋选择性的共同机制，我们继续研究螺旋原子链中的自旋速度锁定（电子自旋方向的现象是通过电子运动方向确定的）。通过对不同的螺旋形状进行计算，我们发现螺旋的曲率和扭转性对于锁定至关重要，有两种类型。通过利用这种锁定，自旋滤波器效率达到约100％，预计磁化记忆中磁化的效率将提高。今年，我将这项研究汇编成论文，并将其提交给学术期刊。（2）我们提出了一种一般机制，在半导体中，通过磁杂质和电子对磁化作用的交换相互作用导致旋转和轨道运动通过K-P期限引起的传导带和价束中的电子过渡的耦合，并且表明耦合在fertical semand semand semand incem in flenty in flenty in f ins ffern fernicag中的耦合大大更大。预计由于这种交换相互作用而引起的自旋和轨道之间的耦合将有助于提高磁化逆转的效率。今年，这项研究被汇编成一篇论文，并将其发表在学术期刊上。（3）当将交流电场应用于双量子井的平面时，反平行的自旋流量由两个量子井组成，由于外源自旋效应的偏斜散射机理，发生反向自旋电流，并且当AC电场与电子隧道频率之间的电子电场频率相一致时，共振峰值是相互共振峰。该结果表明有可能通过改变交流电场的频率来电气控制自旋电流。今年，这项研究被汇编成一篇论文，并将其发表在学术期刊上。