2004 Fiscal Year Annual Research Report
半導体スピントロニクス・ヘテロ構造電子デバイスの研究
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14076207
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 雅明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30192636)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40282842)
井上 順一郎 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60115532)
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| Keywords | スピントロニクス / 電子デバイス / スピン依存伝導 / トンネル磁気抵抗効果 / スピンMOSFET / 共鳴トンネル効果 / デルタドープ / 選択ドープヘテロ構造 |
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| Research Abstract |
半導体では意識されなかったスピン自由度を、半導体ベースの材料と電子伝導デバイスにおいて積極的に活用できるようにし、スピン依存伝導現象を用いた電子デバイスをつくる、これがわれわれの本研究の目標である。そのために、スピン依存伝導現象が顕著に現れる半導体ベースのヘテロ構造を作製し、その物性を制御する必要がある。本研究者らは、これまで半導体をベースとしたさまざまなスピン機能材料・複合構造やヘテロ構造の形成、物性、デバイス応用に関する研究を進めてきた。
今年度における主な研究成果の要点は下記の通りである。
(1)MnデルタドープGaAs/p-型AlGaAsからなる選択ドープヘテロ構造を作製し、その構造パラメータと作製条件を改善することにより、強磁性転移温度Tcを192K〜250Kまで上昇させることに成功した。
(2)半導体ヘテロ構造を用いた二重障壁強磁性トンネル接合を作製し、負のトンネル磁気抵抗効果(TMR)を観測するとともに、TMR比が障壁膜厚に依存して振動的に変化することを見出した。
(3)シリコンMOS構造のゲート電極とハーフメタル強磁性体ソース・ドレイン電極を用いた"スピンMOSFET"を提案していたが、強磁性半導体をチャネルとするデバイスなど様々なタイプのスピンMOSFETを提案しその動作解析を行った。
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