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新規強磁性半導体(Zn,Cr)Teを用いたスピン依存伝導素子の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17686005
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

齋藤 秀和  産業技術総合研究所, エレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (50357068)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円)
2007年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2006年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2005年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
キーワード強磁性半導体 / スピン依存伝導 / トンネル磁気抵抗効果 / エピタキシャル成長 / 化合物半導体
研究概要

電子の電荷とスピン両方の性質を同時に取り入れて,新機能素子の実現を図るスピントロニクス技術が大きく注目されている。強磁性を示す半導体物質はスピントロニクス分野のキーマテリアルであると目されている。本研究は,研究代表者が初めて合成に成功した強磁性半導体新材料である(Zn,Cr)Teを用いたスピン依存伝導素子を作製し,その動作を実証することを目的とする。具体的には,トンネル磁気抵抗素子およびその半導体的(絶縁体的)な性質を利用したスピンフィルター磁気抵抗素子の実現に挑戦する。
本年度は,1)(Zn,Cr)Teを強磁性障壁層とするFe/(Zn,Cr)Te/InAsスピンフィルター素子の作製と伝導特性の評価1,2)Fe/ZnSe/(Ga,Mn)Asのスピン依存トンネル分光測定を行った。まず,1)の素子において,電流増幅素子への応用が可能である負性抵抗特性が生ずることを発見した(応用物理学会で発表,論文投稿準備中)。現在までのところ明瞭な磁気抵抗効果は得られていないが,同素子を発展させることにより,メモリ機能と増幅機能を兼ね備える新規デバイスに繋がる可能性を示した。2)の研究は,本プロジェクトの研究過程で見出した高性能磁気抵抗素子
Fe/ZnSe/(Ga,Mn)Asを用いて,未だ不明な点が多い強磁性半導体(Ga,Mn)Asの電子構造を解明するために行った。その結果,(Ga,Mn)Asのスピン分極した電子状態を世界で初めて定量的に評価することに成功した(J.Appl.Phys.誌およびAppl.Phys.Lett誌に掲載)。今後,同様の測定手法を用いることにより,(Zn,Cr)Teの電子状態の解明にも役立つことが期待される。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 金属/絶縁体/半導体 (MIS) 磁気トンネルダイオードにおけるスピン依存伝導2008

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、 K.C. Agarwal、 山本 明日香、 湯浅 新治、 安藤 功兒
    • 雑誌名

      日本磁気学会第159回研究会資料

      ページ: 1-8

    • NAID

      10024270132

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Tunneling spectorscopy in Fe/ZeSe/GaMnAs magnetic tunnel diodes2008

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, A. Yamamoto, S. Yuasa, and K. Ando
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 103(07D127)

      ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-dependent density of states in Ga_<1-x>Mn_xAs probed by tunneling spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, A. Yamamoto, S. Yuasa, and K. Ando
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and Transport studies in M/I/p-SC Magnetic Tunnel Diodes Containing Different Tunnel Barrier Materials2007

    • 著者名/発表者名
      K. C. Agarwal, H. Saito, S. Yuasa, and K. Ando
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics 43

      ページ: 2809-2811

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属/絶縁体/半導体(MIS)磁気トンネルダイオードの作製とスピン依存伝導特性2007

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、 K.C. Agarwal、 湯浅 新治、 安藤 功兒
    • 雑誌名

      まぐね (目本磁気学会誌) 2

      ページ: 364-368

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin-polarized tunneling in metal-insulator-semiconductor Fe/ZnSe/GaMnAs magnetic tunnel diodes2006

    • 著者名/発表者名
      H.Saito, S.Yuasa, K.Ando, Y.Hamada, Y.Suzuki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter 89

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 金属/絶縁体/半導体(MIS)磁気トンネルダイオードにおけるスピン依存トンネル分光2008

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、山本 明日香、湯浅 新治、安藤 功兒
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      日本大学、千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 金属/絶縁体/半導体(MLS)磁気トンネルダイオードにおけるスピン依存伝導2008

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、K. C. Agarwal、山本 明日香、湯浅 新治、安藤 功兒
    • 学会等名
      日本磁気学会第159回研究会
    • 発表場所
      化学会館、 東京
    • 年月日
      2008-03-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Tunnelng spectroscopy in Fe/ZnSe/GaMnAs magnetic tunnel diodes2007

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、湯浅 新治、安藤 功兒
    • 学会等名
      International Conference of Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      タンパ、アメリカ
    • 年月日
      2007-11-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fe/ZnSe/GaMnAs磁気トンネルダイオードのトンネル分光2007

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、湯浅 新治、安藤 功兒
    • 学会等名
      日本磁気学会
    • 発表場所
      学習院大学、東京
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fe/ZnSe/GaMnAs磁気トンネルダイオードの非弾性トンネル分光2007

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、湯浅 新治、安藤 功兒
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      北海道工業大学、札幌
    • 年月日
      2007-09-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] II・VI族強磁性半導体ZnCrTeのInAs基板への成長2007

    • 著者名/発表者名
      齋藤 秀和、湯浅 新治、安藤 功兒
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      青山学院大学、神奈川
    • 年月日
      2007-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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