2009 Fiscal Year Annual Research Report
強磁性半導体をベースとしたスピンフィルタ型磁気トンネルデバイスの研究
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21560331
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
浅田 裕法 Yamaguchi University, 大学院・理工学研究科, 准教授 (70201887)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (40342555)
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| Keywords | スピンフィルタ / 強磁性半導体 / 強磁性トンネル接合 / スピンエレクトロニクス / IV-VI族半導体 |
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| Research Abstract |
平成21年度はGeMnTeとEuS間にGeTeを挿入することで交換結合力の低減を試みるとともにInP(100)基板上へのGeMnTeエピタキシャル成長について検討した。
1-1. GeMnTe/EuS交換結合力の評価と層構成の検討
GeMnTeとEuSの交換結合を切るためにGeMnTeとEuS間にGeTe非磁性層(0-4nm)を挿入したGeMnTe/GeTe/EuS多層膜を作製し磁気特性を評価した結果、GeTeの膜厚が厚くなるにつれてEuSのキュリー温度が低下した。このことからGeTe層を挿入することでGeMnTeとEuS間の磁気的結合力を低減できたといえる。次にEuS障壁層の膜厚を2-4nmで変化させたGeMnTe/GeTe/EuS/GeTeスピンフィルタ型磁気トンネル接合素子を作製し磁気輸送特性を評価したところ、EuS=2nmの試料において、6.8%の磁気抵抗比を得た。しかしながら、磁気抵抗曲線の形状はなだらかであり、SQUIDによるM-H曲線においても2段のヒステリシスループは得られなかった。このことから成長条件等を検討することにより両磁性層の異方性の方向を制御する必要がある。
1-2. GeTeベース強磁性半導体の(100)面への成長と磁気特性の検討
InP(100)基板を用いてMBE法によるGeMnTeの成長を試みた結果、サーマルクリーング後にTeを供給することで、GeMnTeエピタキシャル膜(成長温度:300℃)を得ることができた。今回得られた薄膜のキュリー温度は90K(Mn濃度x=0.13)であり、BaF_2(111)基板上の膜に比べ低い値であることから、さらなる結晶性の向上が必要である。
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