2005 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, 新領域創成科学研究科, 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 / ヘテロ構造 / トンネル磁気抵抗効果 / スピンMOSFET / GeFe / GeMn / MnAs微粒子 |
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| Research Abstract |
本年度は、i)シリコン(IV族)ベーススピントロニクスデバイスの作製に向けたIV族磁性半導体の成長と物性、およびii)強磁性ナノ微粒子を含むIII-V族ベースヘテロ構造におけるスピン依存トンネル現象について、研究成果が顕著に現れた。
IV族磁性半導体として、MnドープGeおよびFeドープGeを分子線エピタキシー成長により形成し、その物性を評価した。両方とも強磁性を示したが、構造評価および磁気光学効果の測定により、MnドープGeでは高濃度のMnを含むアモルファスMnGeクラスターが強磁性を担っていること、FeドープGeではダイヤモンド型結晶のGeFe混晶が強磁性を担っていることが示唆される結果を得た。GaAs結晶中に強磁性MnAs微粒子が埋め込まれたグラニュラー構造(GaAs:MnAs)を形成し、(GaAs:MnAs)/III-V属半導体/MnAsからなる磁気トンネル接合(MTJ)構造において、MnAs微粒子とMnAs層間のトンネル磁気抵抗効果(TMR)が室温まで明瞭に観測された。TMRのバイアス依存性は大幅に低減され(TMR比が半減するバイアス電圧V_<half>は1200mV)、磁性半導体のみによるMTJに比べて大幅に改善されたバイアス依存性を示した。
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