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2008 Fiscal Year Annual Research Report

次世代半導体量子ナノスピンエレクトロニクスデバイスの創製

Research Project

Project/Area Number 20686002
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大矢 忍  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 助教 (20401143)

Keywordsスピントロニクス / 量子井戸 / 半導体 / トンネル磁気抵抗効果 / 共鳴トンネル効果
Research Abstract

1、GaMnAsを量子井戸とする二重障壁ヘテロ構造の研究
強磁性GaMnAs量子井戸を用いた共鳴トンネルダイオードを作製し、研究目標通り、平行磁化状態と反平行磁化状態における共鳴ピークの電圧値の差が22mVもの大きな値を示す素子の作製に成功した。その結果、トンネル磁気抵抗効果の共鳴トンネル効果による増大も40%に達し、この系では過去最高値が得られた。また、これらの素子の3端子素子化を行い、量子井戸電極の電圧を変化させることにより、量子準位を制御できること、また、GaMnAs量子井戸の磁気異方性がそれにより変化することを初めて突き止めた。この変化は、従来磁化の制御に必要だとされてきた電流値の約1000分の1程度の電流値で起こっていることが分かった。将来は、この結果を利用すれば、非常に少ない電流値で磁化反転を起こすことが出来る可能性もあり、新しいスピンエレクトロニクスデバイスが実現できる可能性もある。
2、強磁性MnAs微粒子を半導体中に埋め込んだヘテロ構造におけるスピン依存伝導特性の研究
強磁性MnAs微粒子を埋め込んだGaAsヘテロ構造は、Spin-MOBILEを実現する上で非常に有望な系である。今回、閃亜鉛鉱型MnAs微粒子を含むヘテロ構造において、静磁場による起電力を始めて観測した。静磁場の印加により、MnAs微粒子の磁化がゆっくり反転することにより起電力が生じていることを明らかにした。静磁場を用いたクリーンエネルギーの生成や、高感度磁気センサーへの応用が期待される。

  • Research Products

    (14 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Nature of Magnetic Coupling between Mn Ions in As-Grown GalxMnxAs Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism2008

    • Author(s)
      Y. Takeda, M. Kobayashi, T. Okane, T. Ohkochi, J. Okamoto, Y. Saito, K. Kobayashi, H. Yamagami, A. Fujimori, A. Tanaka, J. Okabayashi, M. Oshima, S. Ohya, P. N. Hai, and M. Tanaka
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 100

      Pages: 247-202

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetic anisotropy of ferromagnetic semiconductor [(InGa)Mn]As thin films2008

    • Author(s)
      M. Yokoyama, S. Ohya, and M. Tanaka
    • Journal Title

      phys. stat. sol. (c) 5

      Pages: 2901

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin valve effect by ballistic transport in ferromagnetic metal (MnAs) /semiconductor (GaAs) hybrid heterostructures2008

    • Author(s)
      P. N. Hai, Y. Sakata, M. Yokoyama, S. Ohya, and M. Tanaka
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 77

      Pages: 214435

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In-Plane Uniaxial Magnetic Anisotropy of [(InyGal-y)1xMnx]As Characterized by Planar Hall Effect2008

    • Author(s)
      M. Yokoyama, S. Ohya, and M. Tanaka
    • Journal Title

      J. Appl. Phys. 48

      Pages: 23001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electromotive force and huge magnetoresistance in magnetic tunnel junctions2008

    • Author(s)
      P. N. Hai, S. Ohya, M. Tanaka, S. E. Barnes, and S. Maekawa
    • Journal Title

      Nature 458

      Pages: 489-493

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スピノーダル分解を導入した[(InyGa1-y)1-xMmdAsの強磁性転移温度の向上2009

    • Author(s)
      黄山正史、大矢忍、田中雅明
    • Organizer
      2009年(平成21年)春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] Spin-dependent transport in Zinc-Blende MnAs nanoparticles/GaAs semiconductor hybrid structures2008

    • Author(s)
      P. N. Hai, B.H. Yu, S. Ohya, M. Tanaka, S.E. Barnes, and S. Maekawa
    • Organizer
      53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • Place of Presentation
      Austin, Texas, USA
    • Year and Date
      20081110-14
  • [Presentation] High-temperature ferromagnetism in highly Mn doped [(InyGal-y)1-xMnx]As (x=0.20-0.40) with inhomogeneous Mn distribution2008

    • Author(s)
      M. Yokoyama, S. Ohya, and M. Tanaka
    • Organizer
      53rd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • Place of Presentation
      Austin, Texas, USA
    • Year and Date
      20081110-14
  • [Presentation] Ga1-xMnxAsの内殻吸収磁気円二色性による磁気的相互作用の研究2008

    • Author(s)
      竹田幸治, 小林正起, 岡根哲夫, 大河内拓雄, 岡本淳, 斎藤祐児, 小林啓介, 山上浩志, 藤森涼, 田中新, 岡林澗, 尾嶋 正治,大矢忍, ファムナムハイ, 田中雅明
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      20080920-23
  • [Presentation] III-V-Based Ferromagnetic Semiconductor and Magnetic Heterostructures2008

    • Author(s)
      S. Ohya, P. N. Hai,. and M. Tanaka
    • Organizer
      Asian Magnetics Conference 2008 (ACM 2008)
    • Place of Presentation
      Paradise Hotel, Busan, Korea
    • Year and Date
      2008-11-11
  • [Presentation] Spin-dependent Resonant Tunneling inIII-V-based FerromagneticSemiconductor Quantum Heterostructures2008

    • Author(s)
      S. Ohya
    • Organizer
      2008 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2008)
    • Place of Presentation
      Tsukuba International Congress Center(招待講演)
    • Year and Date
      2008-09-26
  • [Presentation] Huge Magnetoresistance Effect in Semiconductor based Nanostructures with Zinc-blende MnAs Nanoparticles2008

    • Author(s)
      P. N. Hai, B. Yu, S. Ohya and M. Tanaka
    • Organizer
      2008 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2008)
    • Place of Presentation
      Tsuxuna internationa Congress Center, Janan
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] MnAs強磁性微粒子存用いた単電子スピントラジスタにおけるTMR振動とスピン蓄積2008

    • Author(s)
      ファムナムハイ、大矢忍、田中雅明
    • Organizer
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-05
  • [Presentation] 高濃度Mn組成(x=0.40)を有する[(InyGa1-y)1-xMmdAsの成長、磁気輸送特性、電界2008

    • Author(s)
      横山正史、大矢忍、田中雅明
    • Organizer
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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