2005 Fiscal Year Annual Research Report
状態密度操作を行ったカーボンナノチューブにおけるスピン集団運動の制御
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17310060
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
白石 誠司 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (30397682)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 義茂 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (50344437)
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| Keywords | 単層カーボンナノチューブ / 電子散乱・スピン散乱 / バリスティック伝導 / 極性制御 / 分子内包ドーピング / 電界効果型トランジスタ / 磁気抵抗効果 |
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| Research Abstract |
本研究課題の目的は主に単層カーボンナノチューブを用い、(1)注入キャリアを制御できるように状態密度を操作しつつその状態を安定に作り出すこと、(2)その状態で偏極スピンを単層カーボンナノチューブ中に注入しその集団運動を観測・制御することにある。
今年度は研究計画の1年目として、(1)最も効率よくキャリアを注入できる系として電界効果型トランジスタを選択しそこでのキャリア注入効率を上げること、(2)注入キャリアが制御できる系をドーピングなどで作り出すこと、(3)偏極スピンを強磁性電極から単層カーボンナノチューブに注入することの3点を目標とした。(1)と(2)に関しては十分にその目的を達成し、薄膜型単層カーボンナノチューブ電界効果型トランジスタとして世界トップの性能を達成し、同時に有機トランジスタと比較してもルブレンを除くすべての材料よりも良好な素子性能を達成した。また、この素子系においてTetracyano-p-quinodimethane(TCNQ)をナノチューブの内部空間に内包させることにより安定に正孔をナノチューブに注入できるp型トランジスタを世界で始めて動作させた。(3)の目標に関しては、まずナノチューブのスピン散乱長を見積もり素子構造を決定するために、新奇な液相プロセスによる単一電子ナノチューブトランジスタを作製・動作させ、その電子散乱長がおよそ200-300nmであることから、基本的な素子構造として500-1000nmのギャップを有する構造を採用した。(以下未発表内容)このスピン注入素子を微細加工を駆使することで作製したのち4.2Kにおける素子の磁気抵抗を観測し、10%程度の抵抗変化を観測した。
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