Development of spin-polarized light-emitting diodes with a ZnSe tunnel barrier

• Project/Area Number: 20042011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: SAITO Hidekazu National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (50357068)
• Project Period (FY): 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2008: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 半導体 / 磁性体 / ヘテロ構造 / スピン注入 / エレクトロルミネッセンス / スピン依存発光 / 金属 / 絶縁体 / 半導体接合 / トンネル磁気抵抗効果

Research Abstract

本研究では電子のスピン機能を利用して情報を記憶する新型トランジスタの実現に必要なトンネル障壁層材料の開発を行った。その結果、酸化ガリウム(GaOx)という新障壁層材料を見出した。主な成果は以下の通りである。
1) 金属/絶縁体/半導体(MIS)型構造を有するFe/GaOx/Ga1-xMnxAsトンネル磁気抵抗(TMR)素子を作製し、MIS型素子では世界最高性能(磁気抵抗変化率58%)を達成した。
2) Fe/GaOx/n-AlGaAs MIS型トンネル素子において、GaOxの有効バリア高さが極めて低い(室温で0.10 eV)ことを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] (2009)
  • Author(s): J. C. Le Breton, H. Saito, A. Yamamoto, S. Yuasa, and K. Ando
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. 94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): H. Saito, A. Yamamoto, S. Yuasa, and K. Ando
  • Journal Title: Appl. Phys. Lett. 93
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High tunneling magnetoresistance in Fe/GaO/GaMnAs with metal/insulator/semiconductor structure (2008)
  • Author(s): H. Saito, A. Yamamoto, S. Yuasa, K. Ando
  • Journal Title: Applied Physics Letter 93
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Tunneling magnetoresistance in Fe/GaOx/Ga1-xMnxAs magnetic tunnel diodes (2008)
  • Author(s): H. Saito, A. Yamamoto, S. Yuasa, and K. Ando
  • Organizer: International conference of Magnetism and Magnetic Materials
  • Place of Presentation: オースチン市、アメリカ
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] Tunneling magnetoresistance in Fe/GaO/GaMnAs magnetic tunnel diodes (2008)
  • Author(s): H. Saito, S. Yuasa, K. Ando
  • Organizer: International conference of magnetism and magnetic materials
  • Place of Presentation: アメリカ、オースチン市
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] 金属/半導体複合素子におけるスピン依存伝導 (2008)
  • Author(s): 齋藤秀和、湯浅新治、安藤功兒
  • Organizer: 応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-03