2012 Fiscal Year Annual Research Report
ハーフメタル強磁性体／Ｓｉ界面の原子層制御による室温動作スピントランジスタの創出
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22360127
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
宮尾 正信 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, その他 (60315132)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐道 泰造 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (20274491)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 電子デバイス・機器 / 集積回路 / スピントランジスタ / 強磁性体 / エピタキシャル成長 |
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| Research Abstract |
本研究では、スピン注入・検出の高温化とSi系スピントランジスタの創出を目的とし、①３元系ﾎｲｽﾗｰ合金(Co2FeSi)からなるハーフメタル(ｽﾋﾟﾝ偏極率：100%)のｴﾋﾟﾀｷｼｬﾙ成長技術の確立、及び②ﾊｰﾌﾒﾀﾙをソース・ドレイン電極としたスピントランジスタの設計・試作を行う。本年度は、３年計画の最終年度として、①ハーフメタル強磁性体(Co2FeSi)の高品位エピタキシャル成長プロセスと②Co2FeSi/Si界面の電気伝導特性の制御を検討した。
①ハーフメタル強磁性体の高品位エピタキシャル成長
前年度までの研究により、3元系合金の成長では基板温度(結晶成長温度)、分子線堆積速度、及び分子線堆積速度比(Co:Fe:Si)の制御が重要であることを明らかにした。本年度は、高い規則度を有するハーフメタル強磁性体をSi上に高品位形成するプロセスの確立を目指し、成長条件の適正化を進めた。形成したCo2FeSi/Si構造の結晶性及び磁性特性の評価結果を結晶成長法にフィードバックし、急峻なヘテロ界面を有するハーフメタル強磁性体/Si積層構造を実現した。
② Co2FeSi/Si界面の電気伝導特性の制御
Co2FeSi電極からSi内部へ室温スピン注入するには、Co2FeSi電極/Si接合の障壁巾を極薄化し、トンネル型の電子注入を実現する必要がある。そこで、原子層ドーピング法等による不純物の局所的ドーピングの高度化を図った。ダイオードの順方向電流の電界勾配(理想因子)から接合界面の品質性を、逆方向電流の温度特性からトンネル注入効率を算定した。それらを原子層ドーピングや結晶成長にフィーッドバックしてハーフメタル強磁性体/Si界面構造を適正化し、室温スピン注入を実証した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
