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シリコン系半導体スピントロニクス・デバイス材料のエピタキシャル成長に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18686003
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
研究機関神奈川県産業技術センター

研究代表者

秋山 賢輔  神奈川県産業技術センター, 電子技術部, 主任研究員 (70426360)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円)
2007年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2006年度: 22,100千円 (直接経費: 17,000千円、間接経費: 5,100千円)
キーワードエピタキシャル / 結晶成長 / 磁性 / スピンエレクトロニクス / シリサイド
研究概要

半導体スピンエレクトロニクスは,"スピン"というこれまで半導体エレクトロニクスの世界には関わってこなかった物理量を積極的に利用するより上位概念のデバイスである.とれまでIII-V族やII-VI族化合物半導体をベースとした希薄磁性半導体,強磁性体/半導体ヘテロ構造及びグラニュラー構造での新たなデバイス機能の提案がされている.しかし半導体の主役であるシリコン系材料では未だほとんど検討されていない.本研究ではシリコン(Si)上へのスピンエレクトロニクス・デバイスを実現させるための結晶成長技術の確立および,基礎物性を明らかとすることを目的とする.
本年度は,昨年度の結果をもとにSi上にエピタキシャル成長させたバッファ層を導入して強磁性Fe3s董薄膜のエピタキシャル成長を検討した.その結果,マグネシア(MgO),イットリア安定化ジルコニア(Ysz)の酸化物および立方晶構造を有する炭化シリコン(3c-SiC)半導体をバッファ層として導入したSi基板上でFe3Siのエピタキシャル薄膜が,スパッタ法あるいは有機金属気相成長法(MOCVD法)にて結晶成長し,これらバッファ層がFe3Si堆積膜と基板Siとの反応を抑制しつつ配向制御に有効なことが明らかとなった.
さらにX線回折による構造解析、電気伝導特性および低温での磁気特性からMgO上のエピタキシャルFe3Si薄膜の規則化度を評価した結果,スピンエレクトロニクス・デバイスへの応用に有益なハーフメタルとなる規則構造相(DO3相)の形成が明らかとなり,この強磁性薄膜のスピンFET等への適用の可能性が示唆された。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (22件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Expitaxial Growth of Ferromagnetic Iron Suicide Thin Films on Silicon with Yttria-Stabilized Zirconia Buffer Layer2008

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Kaneko, T. Kadowaki, Y. Hirabayashi and H. Funakubo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      ページ: 577-579

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial Growth of (100) Fe_3Si Thin Films on Insulating Substrates2008

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, T. Kadowaki and S. Kaneko, A. Kyoduka and Y. Sawada and H. Funakubo
    • 雑誌名

      J. Cryst. Growth 310

      ページ: 1703-1707

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Domain Epitaxial Growth of Yttria-stabilized Zirconia on Si(111) Substrate2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, K. Akiyama, T. Ito, Y. Hirabayashi, S. Ohya, T. Oguni, Y. Sawada, H. Funakubo and M. Yoshimoto
    • 雑誌名

      Ceramics International 34

      ページ: 1047-1050

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cubic on Cubic Growth of MgO(001) Thin Film Prepared on Si(001) Substrate in Low Ambient Pressure by Sputtering Method2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, H. Funakubo, T. Kadowaki, Y. Hirabayashi and K. Akiyama
    • 雑誌名

      Euro Phys. Lett 81

      ページ: 46001-46003

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial Growth of Fe_3Si Thin Films on (100) Magnesia Substrates2008

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Kaneko, T. Kadowaki, Y. Hirabayashi, A. Kyoduka, Y. Sawada, Y. Kobayashi, K. Asai and H. Funakubo
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Procee dings 1032

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] β-FeSi_2 growth on Cu mediated Si substrate and enhancement of photoluminescence2007

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, M. Itakura, S. Kaneko, H. Funakubo and Y. Maeda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 515

      ページ: 8144-8148

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural characterization by electronic transport properties on Fe_3Si films2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, T. Kaneko, M. Kamogawa, K. Asai, K. Akiyama and H. Funakubo
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys. 47

      ページ: 6873-6878

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence enhancement by isolating β-FeSi_2 layer from defective layer2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Ando, A. Imai, K. Akiyama, Y. Terai and Y. Maeda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 515

      ページ: 8133-8135

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Submicron dry-etching behavior of β-FeSi_2 thin films towards fabrication of photonic crystals2007

    • 著者名/発表者名
      A. Imai, S. Kunimats K. Akiyama, Y. Terai and Y. Maeda
    • 雑誌名

      Thin Solid Films 515

      ページ: 8162-8165

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Satellite peaks amplified by modulation in bismuth cuprate thin film2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, K. Akiyama, T. Ito, Y. Hirabayashi, K. Seo, H. Funakubo and M. Yoshimoto
    • 雑誌名

      Physica C 463-465

      ページ: 935-938

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RF Magnetron Sputtering Growth of Epitaxial SrRuO_3 Films with High Conductivity2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kamo K. Nishida, K. Akiyama, J. Sakai, T. Katoda and H. Funakubo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 46

      ページ: 6987-6990

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1.54 μm photoluminescence from β-FeSi_2 as-deposited film2007

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Kaneko, H. Funakubo and M. Itakura
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Letter 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Growth of β-FeSi_2 Thin Film on (100), (110) and (111) Plane of Si and Yittria-Stabilized Zirconia Substrates2007

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Akiyama, Satoru Kaneko, Takanori Kiguchi, Takashi Suemasu, Takeshi Kimura, Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings 980

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Template Layer on Formation of Flat-surface β-FeSi_2 Epitaxial Films on (111) Si by Metal-organic Chemical Vapor Deposition2006

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Akiyama, Yasuo Hirabayashi, Satoru Kaneko, Takeshi Kimura, Shintaro Yokoyama, Hiroshi. Funakubo
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 289

      ページ: 37-43

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Horizontal Growth of Epitaxial (100) β-FeSi_2 Templates by Metal-organic Chemical Vapor Deposition2006

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Akiyama, Satoru Kaneko, Yasuo Hirabayashi, Takashi Suemasu, Hiroshi Funakubo
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 287

      ページ: 694-697

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Twin-Free Epitaxial Films Lateral Relation between YSZ(111) and Si(111)2006

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kaneko, Kensuke Akiyama, Taku Oguni, Takeshi Ito, Yasuo Hirabayashi, Seisiro Ohya, K. Seo, Yutaka Sawada, Hiroshi Funakubo, Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      Japan Journal of Applied Physics 45(50)

    • NAID

      10018461315

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Au蒸着したSi(001)基板上に成長させたβ-FeSi_2微結晶の微細構造2008

    • 著者名/発表者名
      板倉賢、横溝和哉、高原省吾、秋山賢輔
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] MgOバッファ層導入による(100)Si基板上へのFe_3Si薄膜作製2008

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、門脇貞子、金子智、舟窪浩、平林康男
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物ターゲットを用いたMgO薄膜の高酸素供給製膜2008

    • 著者名/発表者名
      金子智、秋山賢輔、門脇貞子、伊藤健、平林康男、舟窪浩、吉本護
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] スプレーCVD法による無添加酸化スズ薄膜のライン形状基板への堆積2008

    • 著者名/発表者名
      近藤剛史、舟窪浩、秋山賢輔、遠田浩之、関良之、王美函、内田孝幸、澤田豊
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Tin oxide thin films deposited by spray CVD using clhanol solution of tin (II) chloride2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo. H. Funakubo, K. Akiyama, H. Enta, M. H. Wang, T. Uchida, Y. Sawada
    • 学会等名
      The 18th Symposium of The Materials Research Society of Japan
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2007-12-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial Growth of Ordering Fe_3Si Thin Films on Si with MgO buffer layer2007

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Kaneko, T. Kadowaki, Y. Hirabayashi
    • 学会等名
      2007 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      ボストン(米)
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] In-Plane Rotated Crystal Structure in Continuous Growth of Bismuth Cuprate Superconducting Film2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, K. Akiyama, T. Ito, H. Funakubo and M. Yoshimoto
    • 学会等名
      2007 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      ボストン(米)
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 金属ターゲットを用いたシリコン基板上へのエピタキシャルMgO薄膜の作製2007

    • 著者名/発表者名
      金子智、秋山賢輔、門脇貞子、熊谷正夫
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Bi系超伝導薄膜における膜厚依存による結晶構造への影響2007

    • 著者名/発表者名
      金子智、秋山賢輔、平林康男、熊谷正夫、舟窪浩、吉本護
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SiC半導体へのβ-FeSi_2エピタキシャル成長2007

    • 著者名/発表者名
      秋山賢輔、金子智、門脇貞子、平林康男
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] シリサイド共役反転格子フォトニック結晶での導波解析2007

    • 著者名/発表者名
      国松俊祐、寺井慶和、秋山賢輔、前田佳均
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Structural modulation in bismuth cuprate superconducting film with continuous epitaxial growth2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, K. Akiyama, T. Ito, Y. Hirabayashi, H. Funakubo and M. Yoshimoto
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Crystal Growth
    • 発表場所
      ソルトレークシティ(米)
    • 年月日
      2007-08-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Epitaxial Growth and Magnetic Properties of Fe_3Si Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, S. Kaneko, T. Kadowaki, Y. Hirabayashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Crystal Growth
    • 発表場所
      ソルトレークシティ(米)
    • 年月日
      2007-08-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Surface preparation and homoepitaxial growth of β-FeSi_22007

    • 著者名/発表者名
      H. Udono, M. Muroga, S. Oouchi, K. Akiyama, M. Itakura
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Crystal Growth
    • 発表場所
      ソルトレークシティ(米)
    • 年月日
      2007-08-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and characterization of conductive oxide polycrystalline BaPbO_3 films2007

    • 著者名/発表者名
      H. Naganuma, H. Shima, K. Yamada, K. Akiyama, T Iijima, H. Funakubo and S. Okamura
    • 学会等名
      International Conference on Electroceramics
    • 発表場所
      アウシュラ(タンザニア)
    • 年月日
      2007-07-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Lattice Mismatch on Epitaxial Growth and Magnetic Properties of Fe_3Si Thin Films2007

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama, T. Kadowaki, Y. Hirabayashi and S. Kaneko
    • 学会等名
      2007 International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 発表場所
      メルパルク長野
    • 年月日
      2007-06-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Strain on structural modulation of Bismuth Cuprate Superconducting Film2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kaneko, K. Akiyama, M. Mitsuhashi, T. Ito, M. Kumagai, H. Funakubo and M. Yoshimoto
    • 学会等名
      2007 International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 発表場所
      メルパルク長野
    • 年月日
      2007-06-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] エピタキシャルFe_3Si薄膜の規則構造化の検討2007

    • 著者名/発表者名
      経塚梓、澤田豊、舟窪浩、金子智、門脇貞子、秋山賢輔
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2007-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] β-FeSi_2/Cu/Si薄膜の微細構造に及ぼすCu層の影響2007

    • 著者名/発表者名
      高原省吾、板倉賢、桑野範之、秋山賢輔
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2007-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] MBE法によるβ-FeSi_2単結晶基板上へのホモエピタキシー2007

    • 著者名/発表者名
      鵜殿治彦、秋山賢輔、板倉賢、菊間勲
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2007-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] RFマグネトロンスパッタ法によう低抵抗SrRuO_3薄膜の作製2007

    • 著者名/発表者名
      加茂嵩史、西田謙、秋山賢輔、加東田隆、舟窪浩
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2007-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] スプレーCVD法によるITO薄膜の非平坦基板への堆積:膜堆積温度の影響2007

    • 著者名/発表者名
      近藤剛史、澤田豊、秋山賢輔、舟窪浩、関成之、王美函、内田孝幸
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2007-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] エコマテリアルハンドブック2006

    • 著者名/発表者名
      山本良一 監修
    • 総ページ数
      823
    • 出版者
      丸善株式会社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 積層構造体、磁気又は電子装置およびトランジスタ2008

    • 発明者名
      秋山賢輔,金子智,平林康男
    • 権利者名
      神奈川県
    • 産業財産権番号
      2007-226863
    • 出願年月日
      2008-09-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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