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強磁性・反強磁性半導体を用いた超高速スピントロニクスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J01672
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・電気材料工学
研究機関東北大学

研究代表者

都澤 章平  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードスピントロニクス
研究実績の概要

分子線エピタキシ法によりGaAs基板上にCuMnAsの結晶成長を行った。反射高エネルギ電子線回折による結晶成長表面のその場観察を行い、ストリークパターンが観測されたことから、単結晶薄膜の結晶成長に成功していることが分かった。誘導結合プラズマ質量分析計を用いた組成分析により、結晶成長した単結晶薄膜がCuおよびMnを含有していることを確認した。エネルギ分散X線分光法により元素マッピングを行い、CuおよびMnが結晶中に均一に分布しており偏析等がないことを確認した。結晶成長後にX線回折測定を行ったところ、CuMnAsの回折ピークが観測され、成長した試料がCuMnAs単結晶であることが確認できた。また、磁化率の温度依存性を測定したところ、磁化率は温度上昇に伴い増加し400ケルビン付近でピークを取ることから、CuMnAsが室温以上のネール温度を有する反強磁性体であることが確認できた。
反強磁性金属PtMnと強磁金属パーマロイの積層構造における電流-スピン変換効率を決めるために、パーマロイに強磁性共鳴を励起した際に下地のPtMnに生じる直流電圧信号の測定を行った。直流電圧信号の一部は逆スピンホール効果から生じており、電流-スピン変換が行われることが分かった。併せて非磁性金属Taと強磁性金属パーマロイの積層構造において、パーマロイに強磁性共鳴を励起した際のスペクトルの半値幅を調べると、下地層が反強磁性金属PtMnの場合のそれよりも小さく、下地層が反強磁性金属PtMnの場合にはより効率の良い電流-スピン変換が行われている可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Temperature dependence of in-plane magnetic anisotropy and anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As codoped with Li2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyakozawa,L. Chen,F. Matsukura, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 108 号: 11 ページ: 112404-112404

    • DOI

      10.1063/1.4944328

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Temperature and magnetic field direction dependence of transport property of (Ga,Mn)As codoped with Li2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • 学会等名
      14th RIEC International Workshop on Spintronics / 4th JSPS Core-to-Core Workshop on “New-Concept Spintronic Devices”
    • 発表場所
      Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics, Research Institute of Electrical Communication, Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature dependent in-plane anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As:Li2016

    • 著者名/発表者名
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • 学会等名
      2016 Tohoku University and University of York Joint Seminar
    • 発表場所
      Sakura Hall, Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature dependence of magnetotransport properties in (Ga,Mn)As codoped with Li”2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • 学会等名
      13th RIEC International Workshop on Spintronics
    • 発表場所
      東北大学電気通信研究所附属ナノ・スピン実験施設(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of in-plane anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As:Li2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Li codoping on in-plane uniaxial magnetic anisotropy in (Ga,Mn)As2015

    • 著者名/発表者名
      S. Miyakozawa, L. Chen, F. Matsukura, and H. Ohno
    • 学会等名
      17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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