【発表のポイント】

  • 半導体結晶構造に起因したDresselhausスピン軌道相互作用の符号反転を観測
  • スピン干渉効果を用いてスピン軌道相互作用の有効磁場異方性を検出
  • 電場操作スピンデバイスの自由度と柔軟性向上に大きく貢献

【概要】

長澤 郁弥(東北大学大学院工学研究科博士後期課程修了)、新田 淳作(同 教授)らの研究グループは、Diego Frustaglia(スペイン・セビリア大学 教授)の研究グループと共同で、スピン干渉効果の異方性を実験と理論から詳細に調べた結果、半導体InGaAs二次元電子ガス中のDresselhausスピン軌道相互作用がゲート電圧によって符号反転することを見いだしました。

スピン軌道相互作用は電子スピンに有効磁場として作用するため電場操作を可能にします。従って、電子スピンに作用する磁場の大きさとその向きも電気的に制御することが可能になります。本研究成果は、ヘテロ界面の電場に起因したRashbaスピン軌道相互作用と組み合わせることにより、スピン緩和抑制などさらに自由度の高いスピンの電場操作が可能となり、スピントロニクスなどに大きく貢献することが期待されます。

本成果は、2018年12月4日に米国科学誌「Physical Review B」にオンラインで公開されました。なお、本研究は、独立行政法人日本学術振興会 科学研究費助成事業の助成を受けて行われました。

詳細:https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2018/12/press-20181210-01-spin-web.html