Study on spin tunnel junctions using strong correlated oxide films for spin torque transfer

• Project/Area Number: 21560707
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: SATO Hiroshi 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究チーム長 (50357141)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KONOTO Makoto 産業技術総研究所, ナノスピントロニクス研究センター, 研究員 (80425735)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2010: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2009: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 強相関酸化物 / ハーフメタル / 磁性トンネル接合 / スピン注入磁化反転 / スピンSEM

Research Abstract

We have developed fabrication process for the tunnel junctions with sub-micron dimensions using strong correlated oxide films toward the spin torque transfer. La_0.6Sr_0.4MnO_3(50nm) was deposited on the SrTiO3 substrate was patterned into 200nm×160nm by electron beam direct writing method and by Ar ion milling. We applied the pattern fabrication method to the electrolyte-gated field effect transistor(FET) using Nd_0.4Sm_0.6NiO_3 thin films. Fabricated transistors showed the Metal-Insulator Transition by changing electric field at room temperature.

Research Products

• [Journal Article] Strain-Mediated Phase Control and Electrolyte-Gating of Electron-Doped Manganites (2011)
  • Author(s): P.H.Xiang, S.Asanuma, H.Yamada, I.H. Inoue, H.Sato, H.Akoh, A.Sawa, K.Ueno, H.T.Yuan, H.Shimotani, M.Kawasaki, Y.Iwasa
  • Journal Title: Advanced Materials Volume: 23 Issue: 48 Pages: 5822-5827
  • DOI: 10.1002/adma.201102968
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tuning of the metal-insulator transition in electrolyte-gated NdNiO_3 thin films (2010)
  • Author(s): S. Asanuma, P.-H. Xiang, H. Yamada, H. Sato, I. H. Inoue, H. Akoh, A. Sawa, K. Ueno, H. Shimotani, H. Yuan, M. Kawasaki, and Y. Iwasa
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 97巻 Issue: 14
  • DOI: 10.1063/1.3496458
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tuning of the metal-insulator transition in electrolyte-gated NdNiO3 thin films (2010)
  • Author(s): S.Asanuma, P.-H.Xiang, H.Yamada, H.Sato, I.H.Inoue, H.Akoh, A.Sawa, K.Ueno, H.Shimotani, H.Yuan, M.Kawasaki, Y.Iwasa
  • Journal Title: APPLIED PHYSICS LETTERS Volume: 97
  • Peer Reviewed
• [Presentation] (Nd,Sm)NiO3電気二重層トランジスタの動作特性 (2012)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] Strain-Mediated Phase Control and Electrolyte-Gating of Electron-Doped Manganites (2011)
  • Author(s): Xiang Ping-Hua、浅沼周太郎、山田浩之、井上公、佐藤弘、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、Yuan Hongtao、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: FIRST-QS2C Workshop on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
  • Place of Presentation: ANAインターコンチネンタル万座ビーチリゾート(沖縄県)
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] Electric-Field Control of Metal-Insulator Transition in (Nd, Sm) NiO3 at Room Temperature (2011)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: FIRST-QS2C Workshop on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
  • Place of Presentation: ANAインターコンチネンタル万座ビーチリゾート(沖縄県)
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] Developments of Mott Transistor (2011)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: Frontier of Functional-Oxide Nano Electronics
  • Place of Presentation: 物質・材料研究機構(茨城県)
  • Year and Date: 2011-11-11
• [Presentation] Insulator-to-Metal Transition in Manganite by Electric Double Layer Gating (2011)
  • Author(s): Xiang Ping-Hua、浅沼周太郎、山田浩之、井上公、佐藤弘、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、Yuan Hongtao、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: 18th International Workshop on Oxide Electronics
  • Place of Presentation: Marriot Napa Valley Hotel and Spa(Napa, CA, USA)
  • Year and Date: 2011-09-26
• [Presentation] Insulator-to-Metal Transition in Manganite by Electric Double Layer Gating (2011)
  • Author(s): Xiang Ping-Hua、浅沼周太郎、山田浩之、井上公、佐藤弘、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、Yuan Hongtao、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: 18th International Workshop on Oxide Electronics
  • Place of Presentation: Marriot Napa Valley Hotel and Spa, (Napa, CA, USA)
  • Year and Date: 2011-09-26
• [Presentation] Control of electronic phases in electrolyte-gated (Nd, Sm) NiO3 thin film at room temperature (2011)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: 18th International Workshop on Oxide Electronics
  • Place of Presentation: Marriot Napa Valley Hotel and Spa, (Napa, CA, USA)
  • Year and Date: 2011-09-26
• [Presentation] 電気二重層FETによる(Nd,Sm)NiO3の室温での電子相制御 (2011)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、下谷秀和、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: 第72回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 山形大学(山形県)
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] Electric field control of the metal-insulator transition in electrolyte-gated(Nd, Sm) NiO3 thin films (2011)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: MRS spring meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2011-04-26
• [Presentation] Electric field control of the metal-insulator transition in electrolyte-gated (Nd, Sm) NiO3 thin films (2011)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: MRS spring meeting
  • Place of Presentation: Moscone West Convention Center (San Francisco, CA, USA)
  • Year and Date: 2011-04-26
• [Presentation] 電気二重層FETによるNdNiO_3の金属-絶縁体転移の電界制御 (2010)
  • Author(s): 浅沼周太郎、向平華、山田浩之、佐藤弘、井上公、赤穗博司、澤彰仁、上野和紀、川崎雅司、岩佐義宏
  • Organizer: 応用物理学会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] PLD法によるNd1-xSmxNiO3薄膜の製膜と物性評価 (2010)
  • Author(s): 浅沼周太郎、Xiang Ping-Hua、山田浩之、井上公、佐藤弘、澤彰仁、赤穗博司
  • Organizer: 応用物理学会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2010-03-18
• [Presentation] PLD法によるNd_<1-x>Sm_xNiO_3薄膜の製膜と物性評価 (2010)
  • Author(s): 浅沼周太郎、向平華、山田浩之、井上公、佐藤弘、澤彰仁、赤穗博司
  • Organizer: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2010-03-18
• [Patent(Industrial Property Rights)] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法と、これを利用したメモリ素子 (2010)
  • Inventor(s): 山田浩之、向平華、澤彰仁、井上公、佐藤弘、浅沼周太郎、赤穗博司
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • Industrial Property Number: 2010-264199
  • Filing Date: 2010-11-16
• [Patent(Industrial Property Rights)] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法と、これを利用したメモリ素子 (2010)
  • Inventor(s): 澤彰仁、浅沼周太郎、井上公、佐藤弘、赤穗博司、山田浩之、岩佐義宏
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • Patent Publication Number: 2011-243632
  • Filing Date: 2010-05-14
• [Patent(Industrial Property Rights)] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法と、これを利用したメモリ素子 (2010)
  • Inventor(s): 澤彰仁, 浅沼周太郎, 井上公, 佐藤弘, 赤穂博司, 山田浩之, 岩佐義弘
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • Industrial Property Number: 2010-112133
  • Filing Date: 2010-05-14
• [Patent(Industrial Property Rights)] ペロブスカイト型の複合酸化物をチャンネル層とする電界効果トランジスタ及びその製造方法と、これを利用したメモリ素子 (2010)
  • Inventor(s): 澤彰仁、浅沼周太郎、井上公、佐藤弘、赤穂博司、山田浩之、岩佐義弘
  • Industrial Property Rights Holder: 独立行政法人産業技術総合研究所
  • Industrial Property Number: 2010-112133
  • Filing Date: 2010-05-14