2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication and spintronic application of spin gapless semiconductors
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15K13335
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
植田 研二 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10393737)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | スピンギャップレス半導体 / ホイスラー / Mn2CoAl |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は前年度に得られた結果を参考に、スピンギャップレス半導体として最も有望な材料であるMn2CoAl（MCA）のバンド構造に関する直接的情報を得る試みを行った。まず、角度分解光電子分光測定を用いMCAのバンド構造を得る試みを行ったが光電子分光で対象となる最表面の試料品質が十分でなく、バンド構造の直接観測ができなかった。原因として、スパッタ法によるMCA薄膜の作製の際のプラズマダメージを考えられるが、この表面劣化は製膜手法そのものに由来するものである為改善は容易ではないと判断し、電気特性からMCAのバンド構造に関する情報を得ることとした。
そこでギャップレス半導体として既に確立した材料であるグラフェンを参考に、FET構造を用いた電界効果測定からギャップレス半導体に特有の両極性を確認し、MCAのバンド構造について議論する事とした。我々はグラフェンに関する研究も行っており（2報の論文発表）、既にこれらの電界効果測定技術を有している。MCAを用いたサイドゲート型FET構造を作製し電界効果測定を行ったが、大きなキャリアを誘起できるイオン液体（DEME-TFSI）をゲート絶縁層とした。ゲート電圧（VG）の印加によりMCAの電気伝導性、キャリア量や移動度は系統的に変化し、VG= 0.6V付近でpからnへのキャリア型の変化（両極性）と電気伝導度が最小となる事を確認した。これらはギャップレス半導体特有の現象であり、MCAがギャップレス半導体となっている事を意味している（論文投稿中）。磁化測定等からこのMCA薄膜がフェリ磁性体（＝有限のスピン偏極）である為、MCA薄膜はスピン偏極したギャップレス半導体であると思われる。また、これらの結果は、MCAがゲートバイアス印加によりスピン偏極したホール又は電子の供給が可能な新規スピン注入源として有望である事を示唆している。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Magnetization reversal of the domain structure in the anti-perovskite nitride Co3FeN investigated by high-resolution X-ray microscopy2016
Author(s)
T. Hajiri, S. Finizio, M. Vafaee, Y. Kuroki, H. Ando, H. Sakakibara, A. Kleibert, L. Howald, F. Kronast, K. Ueda, H. Asano, and M. Klaui
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 119
Pages: 183901-1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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