| 研究課題/領域番号 |
19H05616
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分C
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
浜屋 宏平 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (90401281)
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| 研究分担者 |
澤野 憲太郎 東京都市大学, 理工学部, 教授 (90409376)
山本 圭介 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20706387)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
202,150千円 (直接経費: 155,500千円、間接経費: 46,650千円)
2023年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
2022年度: 29,380千円 (直接経費: 22,600千円、間接経費: 6,780千円)
2021年度: 32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
2020年度: 43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)
2019年度: 69,550千円 (直接経費: 53,500千円、間接経費: 16,050千円)
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| キーワード | ゲルマニウム / スピン注入 / スピンMOSFET / スピン伝導 / 半導体スピントロニクス / トランジスタ / ホイスラー合金 / 歪みシリコンゲルマニウム / 半導体スピントロにクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本提案では，これまで研究代表者と分担者が約10年間にわたって取り組んできた次世代半導体ゲルマニウム(Ge)に関する独自のスピントロニクス基盤技術をデバイス応用レベルへと発展・融合させ，シリコン(Si)プラットフォーム上で室温・低電圧動作するGeスピン電界効果トランジスタ(MOSFET)を実証する．具体的には，コバルト(Co)系強磁性合金を用いた世界最高レベルの低接合抵抗スピン注入・検出技術を更に高度化し，種々のスピン緩和機構を抑制した独自のGeチャネル技術とスピンMOSFET専用のゲート酸化物構造の低温形成技術を開発し，低電圧動作するスイッチとしての役割を担保した不揮発メモリ動作を実現する．
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| 研究成果の概要 |
スピントロニクス分野研究者の代表者が開発する「半導体へのスピン注入技術」と半導体工学分野研究者である分担者が開発する「Geチャネル形成技術」・「低温ゲートスタック構造作製技術」を融合して，Siプラットフォーム上で室温・低電圧駆動するGeスピンMOSFETを世界に先駆けて実証することを目的とした．超高品質な強磁性合金/Geヘテロ界面の形成技術を確立し，半導体素子中での不揮発メモリ動作の性能指標(室温)を従来よりも飛躍的に向上した．また，半導体チャネルへの歪み印加の有効性を室温で明らかにした．最終的に量子井戸へのスピン注入技術や蓄積型スピンMOSFETの実証などの成果を上げることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
AI技術の普及が進み，全消費電力に占める半導体デバイスの消費電力の割合が増大し始めていることから，将来の地球環境の問題にまで発展する懸念がある．本研究は，その半導体の低消費電力化技術として期待され，磁石のメモリ機能を利用した新しい半導体デバイスを開発する「半導体スピントロニクス」という分野の先端研究である。SiプラットフォームでのGeスピントランジスタの基本技術・基本学理が確立されつつあり，今後は「高性能化」に向けた更なる研究が必要である．
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| 評価記号 |
事後評価所見 (区分)
A-: 研究領域の設定目的に照らして、概ね期待どおりの成果があったが、一部に遅れが認められた
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評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A-: 研究領域の設定目的に照らして、概ね期待どおりの進展が認められるが、一部に遅れが認められる
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