2014 Fiscal Year Annual Research Report
次世代シリコンデバイス機能創出のためのドーパントの多様化
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24246017
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
三木 一司 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子材料ユニット, グループリーダー (30354335)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深津 晋 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (60199164)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ドーパント / エピタキシャル成長 / レーザアニール / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、スピントロニクス用途に向けたビスマス原子のドーピング機構の解明、マンガン元素を新たなドーパントとして探索する事に成功した。何れもスピンを利用した次世代デバイスに有望な結果である。以下が概略である。現在３本の論文を投稿する準備を行っている。
(1) 局所電子状態導入：蛍光EXAF測定より、Bi原子細線が常温でのシリコン成長でも約半分が破壊されて、ビスマス原子がシリコン結晶の置換位置（ドーピングされている状態）に配置されていること、更に400℃ではほぼ完全に置換位置に配置されていることが、EXAFS測定より明らかになった。対応する内容を電気的評価法により確かめた結果、常温でビスマス原子細線を埋め込み、更に400-600℃の温度でアニール処理を行うとビスマス原子がｎ型ドーパントになっている事が確認できた。
(2) 新規ドーパントの探索：シリコン結晶上にMn細線構造を形成し、その後、埋め込み層がシリコン層とゲルマニウム層の２種類の試料を作製した。この２種類の試料を、スプリング８のアンジュレータ利用のEXAFSビームライン（BL37XU）を用いて、蛍光EXAFS評価を行った。両者の評価結果を比較すると、常温で埋め込み層を形成した状態で、Mn原子はシリコン結晶の置換位置にあり、下地結晶との結合方向と上部埋め込み層との結合方向が直交していることが明らかになった。マンガン原子は常温での埋め込みであれば、スピントロニクス用途のドーパントになる事を意味している。
(3) 局所電子状態を利用したスピントロニクスデバイス評価：マンガン原子鎖状構造をシリコン結晶上に形成し、常温でゲルマニウム層で埋め込んだ試料を、ホールバー状に微細加工して、強磁場下でホール測定を行った。まだ注意深い検討が必要であるが、磁場異常ホール効果と考えられる測定結果を得ることができた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
