半導体への高効率スピン注入技術およびスピン操作技術の開発
Project/Area Number |
05F05620
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 外国 |
Research Field |
Physical properties of metals
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
高野 史好 (2006) 産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員
眞砂 卓史 (2005) 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SINSARP Asawin 産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 外国人特別研究員
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Project Period (FY) |
2005 – 2007
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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Budget Amount *help |
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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Keywords | 半導体 / スピン注入 / 強磁性金属 / 発光ダイオード / 国際研究者交流 |
Research Abstract |
本年度は、昨年度確立した分子線エピタキシー装置(MBE)を用いた発光ダイオードの作製条件を用いて、MgOトンネル障壁を用いたスピン発光ダイオード(スピンLED)の作製とスピン依存エレクトロルミネッセンス測定を行った。強磁性電極材料の探索として、MnAs, Fe, FePtを検討した。GaAs基板上に成長したMnAs薄膜の磁化特性・電気伝導特製の測定においては、磁気抵抗効果が磁場印加方向に大きく依存するとともに、面直磁場方向にも比較的磁化しやすいことが分かり、弱磁場で飽和可能な強磁性電極としての可能性を得ることができた。しかしながら、MgO上に成長できるFeやFePtの方が高効率のスピン注入には有利と考えられるため、スピンLEDの実験にはFe電極およびFePt電極を選択した。 Fe電極を用いたスピンLEDでは、飽和磁化状態で15%に相当するスピン注入信号が得られ、MBEによって作製した試料においてもMgOを用いて高効率スピン注入ができることを示した。また、MgO/Feの基板温度条件を調べたところ、高温成長ではスピン注入信号を示すが室温成長ではスピン注入信号を示さないことが分かり、断面透過電子線回折(TEM)などの解析の結果、作製条件による界面結晶制御が非常に重要なことが分かった。 FePtでは、Fe層とPt層を交互に1層ずつ積層しアニールすることにより零磁場で残留磁化を持つ垂直磁化特性を示す電極を作製できるようになった。このFePt電極を用いたスピンLEDでは、高磁場中(1T)で15%、また、残留磁化状態(OT)おいても3%のスピン注入信号を得ることができ、零磁場におけるスピン注入を実現することができた。バイアス依存性を調べたところ、高バイアスになるとスピン注入信号が小さくなることがわかった。これは、DPメカニズムというスピン緩和機構が働いていると考えられる。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)