2021年度秋季応用物理学会発表:サムスン日本研究所との共同研究成果等6件

2021年度秋季応用物理学会でD3のTuo Fan君、D2の市村君(NHK放送技術研究所との共同研究)、M2の佐々木君(サムスン日本研究所との共同研究)、共同研究者のLe Duc Anh氏、Shobhit Goel氏、小林氏(東京大学との共同研究)が下記の発表を行いました。

[12p-S302-6] Low power spin-orbit torque magnetization switching in all-sputtered BiSb topological insulator / perpendicularly magnetized CoPt / MgO multilayers on Si substrate
Fan Tuo、Nguyen Huynh Duy Khang、Pham Nam Hai

[12p-S302-5] BiSbトポロジカル絶縁体のスピンホール効果のSb組成比依存性
市村 雅貴、Nguyen Huynh Duy Khang、高橋 真央、宮本 泰敬、ファム ナムハイ

[11a-S302-8] Highly efficient spin current source using BiSb topological insulator / NiO bilayers
Julian Sasaki、Shigeki Takahashi、Yoshiyuki Hirayama、Pham NamHai

[12p-S302-13] Spin dependent transport characteristics in full ferromagnetic (In,Fe)Sb/(Ga,Fe)Sb p-n junctions
Tu Thanh Nguyen、Nam Hai Pham、Duc Anh Le、Masaaki Tanaka

[12p-S302-12] Room-temperature spin injection and spin-to-charge conversion in a ferromagnetic semiconductor / topological insulator heterostructure
Shobhit Goel、Nguyen Huynh Duy Khang、Le Duc Anh、Pham Nam Hai、Masaaki Tanaka

[13p-S302-1] Two-dimensional Electronic State in a Ferromagnetic L10 MnGa Thin Film with Perpendicular Magnetization
MASAKI KOBAYASHI、N. H. D. Khang、Takahito Takeda、Kohsei Araki、Ryo Okano、Masahiro Suzuki、Kenta Kuroda、Koichiro Yaji、Katsuaki Sugawara、Seigo Souma、Kosuke Nakayama、Miho Kitamura、Koji Horiba、Atsushi Fujimori、Takafumi Sato、Shik Shin、Masaaki Tanaka、Pham Nam Hai

論文掲載:Si基板上のトポロジカル絶縁体による超低電流磁化反転に成功

Si基板上のトポロジカル絶縁体BiSbによる超低電流磁化反転に成功した研究成果がApplied Physics Letters誌に掲載されました。

Tuo Fan, Nguyen Huynh Duy Khang, Takanori Shirokura, Ho Hoang Huy, Pham Nam Hai, “Low power spin–orbit torque switching in sputtered BiSb topological insulator/perpendicularly magnetized CoPt/MgO multilayers on oxidized Si substrate”, Appl. Phys. Lett. 119, 082403 (2021).

トポロジカル絶縁体は高いスピンホール効果を示し、次世代SOT-MRAMのスピン流源として注目されていますが、今までは主にIII-V族半導体やサファイア基板など、単結晶基板の上にエピタキシャル製膜したBiSb膜しか性能評価されませんでした。今回にデバイス応用に適する酸化Si基板の上にスパッタリング法で製膜したMgO (10nm) / Pt(0.8nm) / Co(0.6nm) / Pt(0.8nm) / BiSb (10nm)構造において、比較的に高いスピンホール角(2.4)と電気伝導率(1.0 x 105 Ohm-1m-1)のBiSb膜を用いて、高い垂直磁気異方性(4.5 kOe)の磁性膜の磁化反転に成功しました。本成果はBiSbトポロジ絶縁体が実用的なスピン流材料であることを実証しました。

Western Digital社との共同研究成果を国際学会TMRC2021で発表

米国ストレージ大手メーカのWestern Digital社との共同研究成果を国際学会TMRC2021(オンライン開催)でM2佐々木君と共同研究者のBrian York氏が下記の講演を行いました。

J. Sasaki, H. H. Huy, N. H.D. Khang, P. N. Hai, Q. Le, B. York, X. Liu, S. Le, C. Hwang, M. Ho, H. Takano. “High spin Hall angle in sputtered BiSb topological insulator (bottom)/ ferromagnet with in-plane magnetization on sapphire substrates”, The 32nd Magnetic Recording Conference (TMRC 2021)

B. York, P. N. Hai, Q. Le, C. Hwang, N. H.D. Khang, H. H. Huy, J. Sasaki, X. Liu, S. Le, M. Ho, H. Takano. “The Practical Material Challenges Involved in using the Topological Insulator BiSb in a Spin Transfer Device”, The 32nd Magnetic Recording Conference (TMRC 2021), Aug. 2021.

Intermag21国際学会発表

国際学会Intermag21(オンライン開催)にD2の白倉君が下記の発表を行いました。

Takanori Shirokura, Kou Fujiwara, Pham Nam Hai, “Non-conventional spin Hall effect in YPt alloy”.

研究室の新メンバー

研究室へ新M1の遠藤君、トラン君、 Huy君(9月入学)、新B4の長田君、南波君が配属しました。皆さんの活躍を期待します。

論文掲載:アモルファス合金YPtのスピンホール効果の起源を解明

アモルファス合金YPtのスピンホール効果の起源を解明した研究成果がApplied Physics Express誌に掲載されました。

Takanori Shirokura, Kou Fujiwara and Pham Nam Hai, “Spin Hall effect in amorphous YPt alloy”, Appl. Phys. Express 14, 043002 (2021).

スピンホール効果は一般に散乱によって生じる外因性スピンホール効果とバンド構造のベリー位相による内因性スピンホール効果がありますが、原子レベルの規則性が無いアモルファス合金におけるスピンホール効果の起源は今までよく理解されていませんでした。本研究では、アモルファス合金YPtにおいて、世界で初めてアモルファス合金でもベリー位相による内因性スピンホール効果が存在しえることを明らかにしました。また、YPtはアモルファス状にもかかわらず、スピン拡張がPt合金よりも3倍が長いことが分かった。

令和2年度卒業式

M2の郁君、高橋君とB4の藤原君が無事に卒業しました。おめでとうございます!

第68回春季応用物理学会学術講演会の発表

第68回春季応用物理学会学術講演会(オンライン開催)に、B4の藤原君、M2の郁君、研究員のKhang氏が下記の発表を行いました。

[16p-Z19-23] Kou Fujiwara, Takanori Shirokura, Pham Nam Hai, “Evaluation of Spin Hall effect in YPt alloy”

[17p-Z19-11] Nguyen Huynh Duy Khang, Pham Nam Hai, “New method for field-free detection of in-plane magnetization switching induced by spin-orbit torque”

[18a-P04-14]  Jialiang YU, Dinh Hiep DUONG, Nam Hai PHAM, “Investigation of Tunneling Barriers for Si Spin-Valve Devices”

JSTのSakura Science Clubで講演

Pham准教授はアウトリーチ活動・国際貢献としてJSTのSakura Science Clubのセミナで下記の講演を行いました。

Sakura Science and Beyond March 6, 2021.
Inspiring Messages from Japan to the World
Dr. Pham Nam Hai

My Research in Japan -Toward ultralow power magnetic memories-

論文掲載:n型強磁性半導体(In,Fe)Asの光電子分光

東京大学と他の国際機関との共同研究で、n型強磁性半導体(In,Fe)Asの光電子分光に関する研究成果がPhysical Review B誌に掲載されました。

Masaki Kobayashi, Le Duc Anh, Jan Minár, Walayat Khan, Stephan Borek, Pham Nam Hai, Yoshihisa Harada, Thorsten Schmitt, Masaharu Oshima, Atsushi Fujimori, Masaaki Tanaka, Vladimir N. Strocov, “Minority-spin impurity band in n-type (In,Fe)As: A materials perspective for ferromagnetic semiconductors”, Phys. Rev. B 103, 115111 (2021).

本研究により、n型強磁性半導体(In,Fe)Asのバンド構造を明らかにしました。特に電子が予測通りに伝導帯に滞在し、またバンドギャップ中にFeの不純物バンドも観測されました。

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