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Development of novel ferromagnetic tunnel contacts for efficient Si spintronic devices

研究課題

研究課題/領域番号 18K13807
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

Aurelie Spiesser  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (90793513)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードtunnel barrier / magnetic tunnel contact / magnetoresistance ratio / epitaxial growth / oxide tunnel barrier / coherent tunneling / spin transport in Si / spintronics
研究成果の概要

Siチャネル上のエピタキシャル強磁性(FM)トンネル接触の作製は,スピン金属-酸化物-半導体電界効果トランジスタのような半導体ベースのスピン輸送デバイスを開発する鍵である。このプロジェクトでは,新しいエピタキシャル酸化物トンネル障壁としてのSrO(001)のすることを検討しコヒーレントスピン偏極トンネリングが起こるかどうか。エピタキシャルSrOベースの磁気トンネル接合で大きな磁気抵抗比が達成できることを示し,スピン分極したコヒーレントた。SrOはMgOとSiの間よりもSiとの格子不整合が小さいので,この材料はSiベースの横方向スピン輸送デバイスにおいて高い磁気抵抗比を達成するための有望。

研究成果の学術的意義や社会的意義

半導体でのスピンの使用することにより,新しい機能を持つデバイスの開発が可能になる。
半導体におけるスピンの生成は、強磁性(FM)トンネルコンタクトからSCへの電気的スピン注入によって達成される。したがって、高スピン分極FMトンネルコンタクトの選択は、半導体において大きなスピン分極を生成するための重要なパラメータである。MgOはSiとの大きな格子不整合にもかかわらず,Si上のエピタキシャルトンネル障壁として今日までもっぱら使用されてきた。このプロジェクトでは,新しいトンネル障壁としてのSrOの利用を探求し,それが効率的なSiベースのスピン輸送デバイスを開発するための有望な材料であることを示した。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Spin-Polarized Coherent Tunneling in Fully Epitaxial Magnetic Tunnel Junctions with SrO Tunnel Barrier2019

    • 著者名/発表者名
      Spiesser Aurelie, S, Kon, Y. Yasukawa, S. Yuasa, and H. Saito
    • 学会等名
      JSAP Fall Meeting Sapporo
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Spin-Polarized Coherent Tunneling in Fully Epitaxial Magnetic Tunnel Junctions with SrO Tunnel Barrier2019

    • 著者名/発表者名
      Spiesser Aurelie, S, Kon, Y. Yasukawa, S. Yuasa, and H. Saito
    • 学会等名
      MMM 2019 Las vegas
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SrO障壁層を有する単結晶磁気トンネル接合の磁気抵抗効果2019

    • 著者名/発表者名
      昆慎太郎, 昆慎太郎, A. Spiesser, 安川雪子, 湯浅新治, 齋藤秀和
    • 学会等名
      MSJ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fe/MgO tunnel contacts with 90% spin filtering in Si-based nonlocal devices2019

    • 著者名/発表者名
      A. Spiesser, Y. Fujita, H. Saito, S. Yuasa and R. Jansen
    • 学会等名
      2019 Joint MMM-Intermag Conference, Washington DC, USA
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification of spin drift in nonlocal devices with a heavily-doped Si channel2018

    • 著者名/発表者名
      A. Spiesser, H. Saito, Y. Fujita, S. Yamada, K. Hamaya, W. Mizubayashi, K. Endo, S. Yuasa and R. Jansen
    • 学会等名
      E-MRS Fall Meeting, Warsaw Poland
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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