2015 Fiscal Year Annual Research Report
Datta-Das型スピン FETを用いた超省エネルギー論理回路実用化の研究
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25289100
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
山田 省二 大阪工業大学, 教育センター, 教授 (00262593)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土家 琢磨 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40262597)
赤堀 誠志 北陸先端科学技術大学院大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (50345667)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピンバルブ素子 / 強磁性電極 / スピンFET論理回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、スピンFET論理回路作製プロセス上最も重要である、強磁性体電極作製プロセスについて改めて詳細な検討を行った。これまで強磁性体薄膜堆積にはRFスパッタ法を用いてきたが、製膜時の基盤温度上昇のためリフトオフ用レジストの劣化が著しかったり、膜に含まれる欠陥が多い場合があり磁気特性が複雑になる等の問題点があった。この問題に対し、われわれはこの間ずっとECRスパッタ法の検討を進めてきた。その結果、基盤温度上昇が抑えられることにより、リフトオフの歩留まりがほぼ100 %に近くなった他、SQUID測定から、保持力こそ小さくなるものの、極めて単純な磁気ヒステリシス特性を得ることに成功した。膜厚はRFスパッタの場合に比べ、大きくし45 nmとした。
次に、スピンバルブ素子の極低温測定を行った。強磁性電極間隔が1 - 15 μmで異なる様々な素子を作製し測定を行った。ECRスパッタ法で基盤回転をしない場合、マイナーループが出現することがしばしばあったが、スピン関連信号は、10 μm以上離れた電極間でも確認でき、より大きな電子移動度をもつ逆HEMT基盤を用いたメリットも十分確認できた。また、Rashba型、 Dresselhaus型のスピン軌道相互作用の混在によるスピンバルブ特性の面内結晶方位依存性も検討したが、現段階では明確な結果は得られなかった。
最後に、これらのプロセス上、及び低温測定で得られた成果を集約して、π型、及びL型で結合した2つのスピントランジスタで構成したフリップフロップ素子の試作を行った素子の歩留まりはほぼ100 %であるが、現在のところ測定はまだあまり進んでいない。今後順次系統的測定を行う予定である。
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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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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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