電子スピン物性工学研究室（山下研究室）｜九州大学

電子スピン物性工学研究室は、九州大学大学院システム情報科学研究院で次世代の電子産業を拓く未来デバイスの創出に向け、スピントロニクスの研究に取り組んでいます。研究の柱は磁性ガーネット物性工学、半導体スピントロニクス、スピンカロリトロニクスの３分野です。国際的な環境での研究を通じて、世界で活躍できる技術者・研究者の育成を目指しています。

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NEWS

2026-09-01　【論文公開】Ivo Cools博士、Saroj Dash教授ら（Chalmers University of Technology）との共著論文 "Observation of Double Anomalous Hall Polarity Reversals with Temperature in an Ultrathin Ferrimagnetic Insulator"がAPL Materials誌に公開されました！>> link

2026-08-08　Chalmers University of Technologyとの共同研究成果がAPL Materialsに掲載決定しました！

2026-08-06　University of Leedsより共同研究者の佐々木聡先生が訪問され、BBQにて親睦を深めました。

2026-08-01　【新メンバー加入！】Garima Vashisht助教が着任されました！

2026-07-10　南京市で開催されたIEEE Nanoにて延さんと山下が発表しました。

2026-04-15　University of LeedsよりOscar Céspedes教授をお迎えし特別講義を開催しました。

2026-04-06　【新メンバー加入！】陳凱傑さん、山下弘達さん、　ようこそ電子スピン物性工学研究室へ！

研究テーマ

磁性ガーネット物性工学

世界最大規模
磁性ガーネット膜の
電流誘起磁化反転に成功。

R. Ngaloy, N. Yamashita et al,
npj Spintronics 3, 40 (2025).

磁性ガーネットは、電気を通さないにもかかわらず磁気の情報を運べる、絶縁性フェリ磁性体です。電流を流せない材料をどう電気的に制御するかが長年の課題でしたが、近年スピン軌道トルクによって磁化を反転させる道が開かれました。私たちは結晶成長から界面の設計までを一貫して行い、この材料でどこまで低消費電力の磁気メモリに近づけるかを追っています。

半導体スピントロニクス

世界初
強磁性体/非縮退n型シリコンからなる
オーミックコンタクト形成に成功。

N. Yamashita, Y. Ando, et al,
Physical Review Materials 6, 104405 (2022).

シリコンは室温でスピン流輸送可能な半導体であり、既存の半導体プロセスとの高い親和性を有します。高効率なスピン流生成への課題は強磁性体からシリコンへスピンを注入する界面抵抗が高すぎることでした。私たちは電極材料と界面の作り方を設計し直すことでこの接合を低抵抗化し、スピンを情報の担い手として使う半導体デバイスの実現を目指しています。

スピンカロリトロニクス

世界初
スピン依存ゼーベック効果による
半導体中へのスピン流生成を実証。

N. Yamashita, Y. Ando, M. Shiraishi et al,
Physical Review Applied 9, 054002 (2018).

温度差があるところには、電荷の流れだけでなくスピンの流れも生まれます。この熱とスピンの結びつきを利用できれば、これまで捨てられてきた熱を情報や電力へ変換できる可能性があります。私たちは半導体の中で熱がどのようにスピン流を生むのかを実験的に確かめ、その効率を決めている物理を明らかにしようとしています。

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