2021 Fiscal Year Annual Research Report
Ⅳ-Ⅵ族半導体を利用したスピン流－電流変換電極応用に関する研究
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19K04470
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
浅田 裕法 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70201887)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福間 康裕 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (90513466)
仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (40342555)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Ⅳ-Ⅵ族半導体 / スピン流 / スピンホール効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はGGG(Gadolinium Gallium Garnet) (100)基板上において主にPbTeについて成長条件等の詳細な検討を行った。その結果、基板面と同じ(100)方向に高配向したPbTe膜が得られた。X線回折パターンのピーク強度については成長温度200℃と300℃の場合で同程度であったが、原子間力顕微鏡による表面測定を行ったところ成長温度300℃の場合と比べ、200 ℃の方が表面平坦性がよかった。しかしながら、BaF2(111)の場合と比べ、X線回折パターンのピーク強度が弱く、キャリア濃度が低いにも関わらず移動度は一桁低い値であった。次に平坦性向上の目的から、GGG上にPbTeを室温で成膜した後、アニールすることを試みた。その結果、300℃アニールにおいてX線回折パターンのピーク強度が強くなり、基板温度を上げて成長した膜と同程度のピーク強度が得られた。また、平均面粗さは約1 nmであり、基板温度を上げた場合に比べ、平坦性が向上した。しかしながら、抵抗が高く電気的特性は得られなかった。そこで、Te供給量を変えた膜を作製し、300℃でのアニールを行ったが、Te組成の変調はみられたものの、すべての膜において高抵抗であり電気的特性は得られなかった。GGG/PbTe(10 nm)/NiFe(3 nm)の膜を素子化し、スピントルク強磁性共鳴実験を行った。外部磁場の角度を変えて測定したシグナルから対称成分と非対称成分を抽出したところ、白金と同じく正のスピンホール角を持つことがわかった。
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