• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

純スピン流書き込み技術を搭載した超低消費電力・縦型ゲルマニウムMOSFETの創製

研究課題

研究課題/領域番号 13J00339
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学 (2014)
九州大学 (2013)

研究代表者

山田 晋也  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,760千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードMBE / 純スピン流 / ホイスラー合金 / スピントロニクス / ゲルマニウム / 分子線エピタキシー
研究実績の概要

本研究では,研究代表者がこれまで開発してきた『ホイスラー合金/Ge/ホイスラー合金』縦型構造の作製技術をベースとして,純スピン流を動作原理に利用した縦型GeスピンMOSFETの動作実証を目指している.本年度の研究実施状況を以下に記す.
本年度は,前年度の研究で明らかになった課題を踏まえ,Geチャネル層とFe3Si下部電極の界面電気伝導を制御するため,Ge薄膜へのドーピング効果を検討した.前年度の検討により,作製したGe薄膜は高いキャリア濃度のp型伝導を示すことが明らかになっていたことから,Ge薄膜成長時にn型不純物であるSbを同時に蒸着し,Ge薄膜のn型化による界面電気伝導の改善を検討した.Sbの蒸着セル温度を250 ºCから300 ºC変化させSbの蒸着量を制御することで,p型伝導からn型伝導への変化を観測することができた.しかし,それと同時に,Ge薄膜の結晶性の劣化を生じた.Sbの過剰供給による偏析の影響が結晶性の劣化に影響していると考えられ,偏析を最小化する新手法を検討する必要がある.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Spin-related thermoelectric conversion in lateral spin-valve devices with single-crystalline Co2FeSi electrodes2015

    • 著者名/発表者名
      Kento Yamasaki, Soichiro Oki, Shinya Yamada, Takeshi Kanashima and Kohei Hamaya
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 号: 4 ページ: 043003-043003

    • DOI

      10.7567/apex.8.043003

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A pseudo-single-crystalline germanium film for flexible electronics2015

    • 著者名/発表者名
      H. Higashi, K. Kasahara, K. Kudo, H. Okamoto, K. Moto, J. -H Park, S. Yamada, T. Kanashima, M. Miyao, I. Tsunoda and K. Hamaya
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4906612

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of magnetic and structural stabilities in high-quality Co2FeSi1-xAlx/Si heterointerfaces2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, K. Tanikawa, S. Oki, M. Kawano, M. Miyao and K. Hamaya
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 7 ページ: 071601-071601

    • DOI

      10.1063/1.4893608

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reliable reduction of Fermi-level pinning at atomically matched metal/Ge interfaces by sulfur treatment2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kasahara, S. Yamada, T. Sakurai, K. Sawano, H. Nohira, M. Miyao and K. Hamaya
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4875016

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large anisotropy of Gilbert damping constant in L21-ordered Co2FeSi films2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kasatani, S. Yamada, H. Itoh, M. Miyao, K. Hamaya and Y. Nozaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7 号: 12 ページ: 1230011-4

    • DOI

      10.7567/apex.7.123001

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Greatly enhanced generation efficiency of pure spin currentsin Ge using Heusler compound Co_2FeSi electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kasahara, Y. Fujita, S. Yamada, K. Sawano, M. Miyao, K. Hamaya
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Qualitative study of temperature-dependent spin signals in n-Ge-based lateral devices with Fe_3Si/n^+-Ge Schottky-tunnel contacts2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hamaya, Y. Baba, G Takemoto, K. Kasahara, S. Yamada, K. Sawano, and M. Miyao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 113 号: 18

    • DOI

      10.1063/1.4804320

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Co-Fe substitutions on the room-temperature spin polarization in Co_<3-x>Fe_xSi Heusler-compound films2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanikawa, S. Oki, S. Yamada, K. Mibu, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.014402

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral spin valves with two-different Heusler-alloy electrodes on the same platform2013

    • 著者名/発表者名
      S. Oki, S. Yamada, K. Tanikawa, K. Yamasaki, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 103 号: 21 ページ: 212402-212402

    • DOI

      10.1063/1.4832480

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Giant enhancement of spin pumping efficiency using Fe_3Si ferromagnet2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ando, K. Ichiba, S. Yamada, E. Shikoh, T. Shinjo, K. Hamaya, and M. Shiraishi
    • 雑誌名

      Physical Review B (Rapid Communication)

      巻: 88

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion beam analysis of quaternary Heusler alloy Co_2 (Mn_<1-x>Fe_x) Si(111) epitaxially grown on Ge(111)2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawakubo, Y. Noguchi, T. Hirata, K. Narumi, S. Sakai, S. Yamada, K. Hamava, M. Miyao, and Y. Maeda
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi C

      巻: 10 号: 12 ページ: 1828-1831

    • DOI

      10.1002/pssc.201300367

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Generation and detection of pure spin currents through epitaxial Ge/Fe3Si heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kawano, Kohei Santo, Soichiro Oki, Shinya Yamada, Takeshi Kanashima, and Kohei Hamaya
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶Ge/Fe3Si構造を介したスピン伝導測定2014

    • 著者名/発表者名
      河野 慎、山東 浩平、沖 宗一郎、山田 晋也、金島 岳、浜屋宏平
    • 学会等名
      第19回「半導体スピン工学の基礎と応用」研究会(PASPS-19)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Atomically Controlled Molecular Beam Epitaxy of Germanium-ferromagnetic Alloys for Spintronic Devices2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada and K. Hamaya
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG)
    • 発表場所
      Thailand
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Atomically controlled heteroepitaxy of Ge on a ferromagnetic Heusleralloy for a vertical-type spin transistor2014

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      International SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM 2014)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Low-temperature grown Ge1-xSnx layers on a metallic sillicide2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kawano, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      International SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM 2014)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 低温MBE法による全単結晶FcRh/CoFe/FeSi/Fe_3si/Ge (111)構造の作製2014

    • 著者名/発表者名
      平山純也, 谷川昂平, 河野慎, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第154回日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-03-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ホイスラー合金/Cu接合を介した熱流によるスピン流の生成・検出2014

    • 著者名/発表者名
      山嵜賢人, 沖宗一郎, 谷川昂平, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第154回日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-03-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Highly efficient detection of pure spin currents in n-Ge using L2_1-Co_2FeSi Heusler-compound electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      藤田裕一, 笠原健司, 山田晋也, 澤野憲太郎, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術溝演会
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2014-03-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial growth and electrical properties of Ge/Fe_3Si/Si vertical structures2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, M. Kawano, K. Tanikawa, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2013 : International Union of Materials Research Society-International Conference in Asia
    • 発表場所
      Bangalore, India
    • 年月日
      2013-12-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Low-temperature growth of Ge layers on Co_2FeSi/Ge(111)2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kawano, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      IUMRS-ICA 2013 : International Union of Materials Research Society-International Conference in Asia
    • 発表場所
      Bangalore, India
    • 年月日
      2013-12-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Co_2Fesiホイスラー合金電極を用いたn型Ge中のスピン伝導検出2013

    • 著者名/発表者名
      笠原健司, 藤田裕一, 山田晋也, 澤野憲太郎, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      IPASPS-18 : 第18回半導体スピン工学の基礎と応用
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2013-12-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Room-temperature grown FeRh films with B2-ordered structures2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanikawa, J. Hirayama, S. Yamada, M. Kawano, M. Miyao, K. Hamaya
    • 学会等名
      PASPS-18 : 第18回半導体スピン工学の基礎と応用
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2013-12-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 縦型スピントランジスタの創製に向けたGe/Co_2FeSiヘテロ構造の作製2013

    • 著者名/発表者名
      河野慎, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第5回半導体材料・デバイスフォーラム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2013-11-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高性能磁気抵抗素子を指向した単結晶合金積層構造の室温形成2013

    • 著者名/発表者名
      平山純也, 谷川昂平, 河野慎, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第5回半導体材料・デバイスフォーラム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2013-11-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 縦型スピントランジスタを指向したGe/Co_2FcSi(111)ヘテロ構造の低温形庫2013

    • 著者名/発表者名
      河野慎, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第2回結晶工学未来塾
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-11-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 次世代CPP-GMR素子を指向したエピタキシャル積層構造の室温作製2013

    • 著者名/発表者名
      平山純也, 谷川昂平, 河野慎, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第2回結晶工学未来塾
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-11-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Large effect of Peltier cooling on nonlocal spin signals in Co-based Heusler alloys/Cu lateral spin valves2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamasaki, S. Oki, K. Tanikawa, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      58th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials, 58th MMM 2013
    • 発表場所
      Denver, U.S.A
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Lateral spin-valve devices with two different epitaxial Heusler-alloy electordes2013

    • 著者名/発表者名
      S. Oki, K. Yamasaki, K. Tanikawa, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials 2013, SSDM2013
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Marked difference in structural stability between Co_2FeSi/Si(111) and Co_2FeAl/Si(111) heterointerfaces in post-growth annealing conditions2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, K. Tanikawa, S. Oki, M. Kawano, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials 2013, SSDM2013
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 原子マッチング界面を利用したFeRh合金薄膜の低温エピタキシャル成長2013

    • 著者名/発表者名
      谷川昂平, 平山純也, 山田晋也, 河野慎, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第37回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ホイスラー合金2層膜を用いた純スピン流の生成・検出とその局所領域機能制御2013

    • 著者名/発表者名
      沖宗一郎, 山嵜賢人, 谷川昂平, 山田晋也, 宮尾正信, 浜屋宏平
    • 学会等名
      第37回日本磁気学会学術譜演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial growth of Ge layers on Fe_<3-x>Co_xSi2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kawano, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials, APAC-SILICIDE 2013
    • 発表場所
      茨城
    • 年月日
      2013-07-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial Ge/Metallic Silicide Grown on Si with Atomically Smooth Heterointerfaces2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada, M. Kawano, K. Tanikawa, K. Sawano, M. Miyao, K. Hamaya
    • 学会等名
      ICSI-8 : The 8th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2013-06-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Tunnel Junctions with an L2_1-Co_2FeSi Electrode on Si Fabricated by Room-temperature Molecular Beam Epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujita, S. Yamada, Y. Maeda, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      ICSI-8 : The 8th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2013-06-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of Co_2FeSi_<0.5>Al_<0.5>/Si Heterointerfaces for Spin Injectors in Silicon Spintronics2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanikawa, S. Oki, S. Yamada, M. Kawano, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      ICSI-8 : The 8th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2013-06-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Room-temperature grown quaternary Co-based Heusler compound films on Si(111)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tanikawa, S. Oki, S. Yamada, M. Kawano, H. Aoki, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      MML2013 : The 8th International Symposium on Metallic Multilayers
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2013-05-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Highly ordered epitaxial growth of Co_2FeSi/Fe_3Si bilayer on Si(111) by using low-temnerature molecular beam ebitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      S. Oki, S. Yamada, M. Miyao, and K. Hamaya
    • 学会等名
      MML2013 : The 8th International Symposium on Metallic Multilayersq
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2013-05-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi