磁性体/半導体接合におけるスピン注入・検出過程のダイナミックイメージング

• 研究課題/領域番号: 18686050
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 谷山 智康 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (10302960)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円); 2008年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2007年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2006年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
• キーワード: スピンエレクトロニクス / 磁性 / 金属物性 / 半導体物性 / 超薄膜 / 先端機能デバイス

研究概要

本研究では、電子のスピンを利用した新しいエレクトロニクス(スピンエレクトロニクス)の実現を目指し、磁性体/半導体接合界面における電子スピンの注入および検出過程について、主として光学的手法を用いて調査した。その結果、磁性体としてマグネタイトを用いることで、高効率なスピン注入が可能であることを示し、そのメカニズムに関する知見を得たことができた。さらに、その逆効果としてのスピン検出過程についても同様に検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Optically spin oriented electron transmission across fully epitaxial Fe_3O_4/GaAs(001) interfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, T. Mori, K. Watanabe, E. Wada, M. Itoh, H. Yanagihara
  • 雑誌名: J Appl. Phys. 103(7)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover of electron transmission mechanism and spin filtering effect at Fe/GaAs(001) interfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, M. Itoh, and T. Taniyama
  • 雑誌名: J Appl. Phys. 103(7)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically spin oriented electron transmission across fully epitaxial F_<e3>O_4/G_aA_s(001) interfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, et. al.
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover of electron transmission mechanism and spin filtering effect at Fe/F_e/F_aA_s(001) interfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, et. al.
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 103
  • 査読あり
• [学会発表] Temperature dependence of spin injection efficiency in Fe_3O_4/GaAs quantum well heterostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, K. Watanabe, Y. Shirahata, M. Itoh, T. Taniyama, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 3rd International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2009-06-16
• [学会発表] Spin polarization of electrons injected from Fe into GaAs quantum well characterized using oblique Hanle effect (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, M. Itoh, T. Taniyama, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 2009 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2009-04-15
• [学会発表] Fe_3O_4からGaAs量子井戸へのスピン注入と円偏光発光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史, 伊藤満, 谷山智康, 山口雅史
  • 学会等名: 第56回応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] Fe_3O_4を介したスピン注入と円偏光発光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史, 渡邊和典, 伊藤満, 谷山智康, 山口雅史
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Fe強磁性電極からGaAs/AlGaAs量子井戸構造へのスピン注入 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史, 伊藤満, 谷山智康, 山口雅史
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Fe強磁性電極からGaAs/AIGaAs量子井戸構造へのスピン注入 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史、谷山智康、他
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Fe_3O_4を介したスピン注入と円偏光発光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史、谷山智康、他
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Magneto- transport properties of epitaxial Fe_3O_4 layer on GaAs(001) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, T. Mori, K. Watanabe, E. Wada, M. Itoh, and H. Yanagihara
  • 学会等名: 9th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-12
• [学会発表] Spin filtering effect at Fe/GaAs(001) Schottky interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, M. Itoh, T. Taniyama
  • 学会等名: 9th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-12
• [学会発表] Magnetotransport properties of epitaxial F_<e3>O_4 layer on GaAs(001) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, et. al.
  • 学会等名: 9th International Conference of Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-12
• [学会発表] Spin filtering effect at Fe/G_aA_s(001)Schottky interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: E.Wada, et. al.
  • 学会等名: 9th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-12
• [学会発表] Optically spin oriented electron transmission across fully epitaxial Fe_3O_4/GaAs(001) interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, T. Mori, K. Watanabe, E. Wada, M. Itoh, and H. Yanagihara
  • 学会等名: 52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Tampa
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Optically spin oriented electron transmission across fully epitaxial F_<e3>O_4/G_aA_s(001) interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, et. al.
  • 学会等名: 52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Tampa
  • 年月日: 2007-11-08
• [学会発表] Crossover of electron transmission mechanism and spin filtering effect at Fe/GaAs(001) Interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, M. Itoh, T. Taniyama
  • 学会等名: 52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Crossover of electron transmission mechanism and spin filtering effect at F_e/G_aA_s(001) Interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: E. Wada, et. al.
  • 学会等名: 52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • 発表場所: Tampa
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] Fe/MgO/GaAs(001)接合における電子伝導とスピンフィルタ効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史, 伊藤満, 谷山智康
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] GaAs(001)基板への Fe_3O_4のエピタキシャル成長と磁気・伝導特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 谷山智康, 渡邊和典, 森拓志, 和田詠史, 柳原英人, 伊藤満
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] F_e/M_gO/G_aA_s(001)接合における電子伝導とスピンフィルタ効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史, ほか
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] スパッタリング法によるFe/MgO/GaAs(001)スピントンネル接合の作製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 和田詠史, 伊藤満, 谷山智康
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2007-03-18
• [学会発表] Fe_3O_4/GaAsハイブリッド構造の磁気特性と界面を介した電気伝導 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森拓志, 伊藤満, 谷山智康
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2007-03-18
• [学会発表] 強磁性体/半導体接合界面におけるスピン偏極電子伝導 (2006)
  • 著者名/発表者名: 森拓志, 伊藤満, 谷山智康
  • 学会等名: 日本物理学会2006年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2006-09-23
• [学会発表] Spin filtering effect at ferromagnetic wires/GaAs interfaces under optical spin orientation (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Taniyama, E. Wada, and Y. Yamazaki
  • 学会等名: 4th International Conference on Physics and Application of Spin-Related Phenomena in Semiconductors
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2006-08-17
• [備考]
  • URL: http://t2r2.star.titech.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.msl.titech.ac.jp/~itohlab/