2018 Fiscal Year Annual Research Report
Bottom-Up Fabrication of Vertical Nanowire Spin-LEDs on Silicon
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16K13671
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
原 真二郎 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50374616)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 縦型ナノワイヤ / ヘテロ接合ナノワイヤ / 選択成長 / 縦型スピン発光ダイオード / ボトムアップ形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独自の半導体ナノワイヤ（NW）技術による新奇NW磁気エレクトロニクスを提案する。種々の半導体ウェハ上で位置・サイズ制御可能なボトムアップ型作製技術の開発と、高アスペクト比の垂直自立型半導体pn接合NWに、スピン偏極キャリア注入を可能とする強磁性体ナノ構造と磁気トンネル接合（MTJ）電極を積層した垂直自立型NWヤスピン発光ダイオードの実現を目指す。これを目的に本年度は、縦型強磁性体／半導体ヘテロ接合NWで用いる強磁性体ナノ構造の磁区構造評価、母体の半導体NWの磁気輸送特性評価、ナノデバイスプロセスの検討、MTJ電極パターンの作製と評価を中心に研究を進めた。
海外研究協力先との連携により、母体のInAs-NWチャネル中の電流と印加磁場方向の角度に依存した磁気輸送特性評価を進め、電子輸送現象の系統的なメカニズム構築に向け、さらに試料数を増して実験を行った結果、NW表面での電子散乱過程の温度及び印加磁場強度・方向依存性に関する知見を得ているが、予想以上にモデル構築に手間取っており、評価結果を継続して解析している。また別途Si(111)基板上に選択形成した強磁性体ナノディスクに対して、単磁区構造の割合とその磁化方向に関する磁区構造評価を磁気力顕微鏡により行った結果、印加磁場方向と強度の変化に伴い、単磁区から磁化反平行の2磁区状態を経て磁化反転する過程の観測に成功した。北陸先端大との連携によるMTJ電極作製では、CoFe系磁性体薄膜の磁化特性が下地の結晶方位に依存するため、GaAs(001)、(110)方位基板、非晶質HSQ絶縁膜上のCoFe薄膜パターンの形状と方向、CoFe層厚に依存した磁区構造評価・磁化方向制御に関する実験を行った。CoFe薄膜の磁区構造は、電極の形状（アスペクト比）と方向、CoFe層膜厚（10, 20nm）に強く依存することが明らかとなり、素子試作の指針を得た。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Determing the Carrier Mobility in Single InAs Nanowires from Magnetotransport Measurements2018
Author(s)
Patrick Uredat, Ryutaro Kodaira, Ryoma Horiguchi, Shinjiro Hara, Peter J. Klar, Matthias T. Elm
Organizer
the 2018 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2018), Tokyo, Japan, September 9-13, 2018, M-6-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] Dependence of Si Nanowire Orientation on Vapor-Liquid-Solid Growth Conditions2018
Author(s)
Yuki Kitazawa, Ryutaro Kodaira, Ryoma Horiguchi, Wipakorn Jevasuwan, Naoki Fukata, Shinjiro Hara
Organizer
the 31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2018), Sapporo, Japan, November 13-16, 2018, 16P-11-111L
Int'l Joint Research
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