yrammuS 要概安藤 和也60Kazuya ANDO加藤雄一郎単一カーボンナノチューブレーザー61Yuichiro KATOスピンダイナミクスが誘起するスピン流－電流変換(2013年採択)Spin-chrge conversion induced by spin dynamics(Project 2013)(2014年採択)Single carbon nanotube laser(Project 2014)55本研究は，スピンダイナミクスとスピン流の相互作用を用いることで，金属へテロ構造におけるスピン流ー電流変換を観測し，金属界面におけるRashbaスピン軌道分裂によって発現するスピン流ー電流の相互変換の定量を目指した．スピン流から電流への変換効率はバルクスピン軌道相互作用により発現するスピンホール効果に匹敵することが明らかとなり，さらにこの逆過程である電流からのスピン流及びスピントルク生成も観測された．この結果はスピン軌道相互作用をベースとした新しいスピントロニクスの素子設計の幅を大きく広げるものであり，バルク及び界面のスピン流ー電流変換を用いた新原理のスピントロニクス素子に関する更なる研究が期待される．This study aims to explore reciprocal conversion between spin and charge currents arising from Rashba spin splitting at metallic interfaces. We found that the conversion efficiency from spin currents into charge cur-rents through the interfacial spin-orbit coupling is comparable with that due to the bulk spin Hall effect. Fur-thermore, we demonstrate generation of spin currents from charge currents using the Rashba spin splitting at metallic interfaces. Our results extend the concept of the spintronic devices based on the spin-orbit interac-tion, promising further advances of spintronics.単層カーボンナノチューブは，よく光るナノ材料である．直接バンドギャップを持ち，通信波長帯を含む近赤外領域で発光し，シリコン基板上で直接合成可能であるため，シリコンフォトニクスに集積可能なナノ光源としての利用が考えられる．そこで，本研究では単一の架橋カーボンナノチューブによる分割ゲート式発光ダイオードとフォトニック結晶ナノビーム共振器を組み合わせた単一カーボンナノチューブレーザーを目指し，デバイスの試作と評価に取り組んだ．フォトニック結晶ナノビーム共振器の空気モードを利用することにより，単一の架橋カーボンナノチューブと高効率な光結合を実現することができたほか，架橋カーボンナノチューブ分割ゲート式発光ダイオードにより挟線幅の発光を得ることに成功した．Single-walled carbon nanotubes have advantages as a nanoscale light source compatible with silicon photon-ics because they show room-temperature luminescence at telecom-wavelengths and can be directly synthe-sized on silicon substrates. Here we describe our work on photonic crystal nanobeam cavities and split-gate light emitting diodes. Silicon photonic crystal nanobeam air-mode cavities exhibit high-efficiency coupling to individual air-suspended carbon nanotubes, while spectrally sharp emission is observed from single-nanotube split-gate light emitting diodes.
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