2014 Fiscal Year Annual Research Report
強磁性ハーフメタル／ダイヤモンド半導体ヘテロ接合を用いた新規スピンデバイスの開発
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24560372
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
植田 研二 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10393737)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | スピンデバイス / 半導体 / ダイヤモンド / スピン注入 / ハーフメタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、強磁性体と半導体が融合した新規不揮発性記憶演算デバイスであるスピントランジスタの開発を目指し、その実現の為の最重要課題である強磁性体から半導体への高効率スピン注入に関して、大スピン拡散長等の優れた特徴を持つダイヤモンド半導体と、高スピン分極率を有する強磁性ハーフメタルを組合せ精密界面制御する事により、実現する事を目的とした。
本研究の主要成果として以下の２点が挙げられる。①申請者らは強磁性ハーフメタルであるCo2MnSi（CMS）がダイヤモンド上にエピタキシャル成長する事を見出し、高効率スピン注入に必須となる急峻なハーフメタルCMS/ダイヤモンド半導体界面を実現する為には、~300℃でのCMSの低温成長が必須である事を明らかにした。②上記の結果を参考にCMS/高濃度ドープダイヤモンド接合を用いたスピン注入実験を行った所、３端子ハンル測定からスピン注入に由来すると思われる信号が観測され、スピン緩和時間～7nsを得た（⇔スピン拡散長70nm(@100K)に対応）。このスピン緩和時間は高濃度の不純物ドープが為された半導体材料中でのスピン伝導現象である事を考慮すると非常に大きな値であり、同程度不純物がドープされたSiやGaAs半導体より２桁以上大きな値である。これらはダイヤモンドの小さなスピン-軌道相互作用に由来する結果であると申請者らは考えており、ダイヤモンドの他材料に対する大きな優位性を示唆する結果である。本研究で、急峻なハーフメタルCMS／ダイヤモンド半導体界面の作製と、ハーフメタルからダイヤモンドへのスピン注入実験に初めて成功しており、開始当初の研究目標はある程度達成されたと思われる。今後の課題として更なるスピン緩和時間（拡散長）の増大とスピン注入の効率化がスピントランジスタの実現に必須であると思われる。
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Research Products
(19 results)
