2021 Fiscal Year Research-status Report
半金属材料をチャネルとする電荷-スピン偏極度制御型スピン電界効果トランジスタ
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20K14784
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
吉住 年弘 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (00838039)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スピン電界効果トランジスタ / 半金属材料 / スピン偏極度制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では電子と正孔のキャリア濃度が漸近する材料をチャネルに用いたスピン電界効果トランジスタ（スピンFET）におけるメインキャリアおよびスピン偏極度への電界効果を研究している。本研究において昨年度までに、膜厚が2nmから100nm程度の膜厚範囲でイッテルビウム(Yb)膜を成膜し、それをチャネルとするバックゲート型FETを作製して電界効果応答特性を評価したところ、Yb膜の電界効果応答の観測には2nmから5nm程度の薄膜とすることが有効であることがわかっている。今年度の研究においては白金（Pt）薄膜をチャネルとする薄膜トランジスタ（TFT）素子を作製してその特性評価を行うことと、ビスマス（Bi）膜の磁気輸送特性の評価を行うことを目的とした。膜厚が1nmから20nm程度の膜厚範囲にてPt薄膜をチャネルとするバックゲート型TFT素子を作製し電界効果への応答特性として電流-電圧特性の評価を行った。その結果、Pt薄膜をチャネルとするTFTの電界効果応答の観測においても膜厚が1nmから3nm程度の薄膜とすることが有用であることがわかった。また、Bi半金属膜の磁気輸送特性を評価するとともに2バンドモデル解析も行った。今年度の研究成果は、Bi薄膜やPt薄膜をチャネルとするTFT素子の研究において有用な知見となるものと期待される。次年度における研究ではBi薄膜およびPt薄膜をチャネルとするスピンFETの研究を展開する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究において、膜厚が1-3nm程度のPt薄膜をチャネルとしたTFT素子の電界効果応答を観測した。また、Bi薄膜の磁気輸送特性の評価と2バンドモデル解析を行った。次年度の研究においては、スピンFETのチャネル材料としてBi薄膜やPt薄膜を採用し、チャネルを流れるキャリアのスピン輸送特性への電界効果について研究を行う予定である。今年度において、Bi薄膜の磁気輸送特性の評価と、Pt薄膜の電界効果応答を観測できたことは、次年度の研究の展開につながるものと期待され、現時点で本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Bi薄膜の磁気輸送特性とPt薄膜の電界効果応答における研究成果を活かし、次年度ではBi薄膜やPt薄膜をチャネルとしたスピンFETの研究を推進する。
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