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垂直自立型半導体ナノワイヤによる縦型ナノワイヤスピントランジスタの実現

Research Project

Project/Area Number 17J00775
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小平 竜太郎  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsナノワイヤ / ナノワイヤトランジスタ / スピントランジスタ / ナノスピントロニクス
Outline of Annual Research Achievements

垂直自立型半導体ナノワイヤ(NW)を用いた縦型NWスピントランジスタの実現に向けて、(i) InAs NWチャネルの磁気輸送特性・角度依存磁気抵抗効果特性評価、(ii) 強磁性体MnAsとの複合構造であるMnAs/InAsヘテロ接合NWの構造評価・磁区構造評価・磁化方向制御技術、(iii) チャネル材料の検討として、InAsと比較してスピン軌道相互作用が小さい垂直自立型Si NWの選択形成技術の確立、(iv) 強磁性CoFe/MgOトンネル接合電極によるInAs NWへのスピン偏極電流注入に向け、CoFe膜の磁区構造評価および強磁性トンネル接合電極の形成プロセス技術確立の実験・研究を推進した。
(i)では、昨年度に引き続きドイツ・ギーセン大学の研究グループと連携し実験を推進した。特別研究員本人が作製した磁気輸送特性評価用素子を携え渡独し、ドイツ研究グループと共に測定した結果からInAs NWチャネル中の電子の散乱現象をモデル化するに至り、国際会議で1件の口頭発表を共著者として行った他、現在国際共著学術論文の投稿準備中である。
(iii)では、国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)の研究グループと連携し、自らNIMSに滞在して成長実験を進め、Si NW成長の結晶方向に対する成長実験依存性について知見を得た他、高均一NWの選択形成技術の確立に向け、特に金触媒堆積の工程で表面処理に関する重要な知見を得た。これらの結果について共著者として国内学会2件、国際学会1件の発表を行った。
(iv)では、北陸先端科学技術大学院大学との連携の下、CoFe膜のパターニング方向と形状異方性に依存する磁区構造についての知見と、電極形成プロセスに関する知見を得ており、電極として用いる場合の重要な設計指針を得た。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Institute for Experimental Physics I/Justus-Liebig University Giessen(ドイツ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Institut for Experimental Physics I/Justus-Liebig University Giessen(ドイツ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Magnetization characterization of MnAs nanoclusters at close range in bended MnAs/InAs heterojunction nanowires2019

    • Author(s)
      Ryutaro Kodaira, Ryoma Horiguchi, Shinjiro Hara
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 507 Pages: 241-245

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2018.11.023

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shape control of ferromagnetic MnAs nanoclusters exhibiting magnetization switching in vertical MnAs/InAs heterojunction nanowires2017

    • Author(s)
      Ryutaro Kodaira、Kyohei Kabamoto、Shinjiro Hara
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56 Issue: 6S1 Pages: 06GH03-06GH03

    • DOI

      10.7567/jjap.56.06gh03

    • NAID

      210000147903

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Magnetization Characterization of Two MnAs Nanoclusters at Close Range in MnAs/InAs Heterojunction Nanowires2018

    • Author(s)
      Ryutaro Kodaira
    • Organizer
      The 19th International Conference on Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XIX)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 屈曲したMnAs/InAsヘテロ接合ナノワイヤの磁気特性および構造評価2018

    • Author(s)
      小平竜太郎, 堀口竜麻, 原真二郎
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Control of Bending Structures in MnAs/InAs Heterojunction Nanowires2017

    • Author(s)
      R. Kodaira, T. Kadowaki, and S. Hara
    • Organizer
      2017 Materials Research Society (MRS) Fall Meeting & Exhibit
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetotransport Properties of Single InAs Nanowires2017

    • Author(s)
      小平竜太郎, 堀口竜麻, P. Uredat, M. T. Elm, P. J. Klar, and 原真二郎
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 北海道大学量子集積エレクトロニクス研究センター

    • URL

      http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/

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      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 北海道大学量子集計エレクトロニクス研究センター

    • URL

      http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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