| 研究課題/領域番号 |
19K04470
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
浅田 裕法 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70201887)
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| 研究分担者 |
福間 康裕 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (90513466)
仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (40342555)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | IV-VI族半導体 / スピン流 / スピンホール効果 / Ⅳ-Ⅵ族半導体 / IV-Ⅵ族半導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電流の流れを伴わないスピンの流れ(スピン流)を利用したデバイスは低消費電力デバイスとして期待されている。デバイス実現には、スピン流と電流の相互変換(スピンホール効果)の効率向上が不可欠である。従来の研究の中心であった金属とは異なり、Ⅳ-Ⅵ族半導体SnTe, PbTeはキャリア制御が可能であり、SnTeやその混晶はトポロジカル絶縁体としての特性を有している。本研究では、良好な界面を持つSnTe、PbTeおよびその混晶をヘテロエピタキシャル技術により成長させ、スピンホール効果と材料パラメータの関係を明らかにすることで変換効率の向上を目指す。
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| 研究成果の概要 |
SnTeにおいてはBaF2(111)基板上にエピタキシャル成長することに成功した。GGG(100)上に成長した強磁性絶縁体YIG上に基板面方向に高配向した膜を得ることができた。また、GGG(100)基板においても高配向膜が得られることがわかった。さらにTe供給量を変えることでキャリア変調に成功した。PbTeについてもBaF2(111)基板およびGGG(100)基板においてSnTeと同様の結果を得た。強磁性共鳴評価を行ったところSnTeにおいては磁性膜に付与することでダンピング定数の増加がみられた。PbTeにおいては出力信号の角度依存性から白金と同じ正スピンホール効果を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
SnTeおよびPbTeについてBaF2、GGG基板上への分子線エピタキシャル法による成長条件の最適化を行った。特に、スピン流を利用するデバイスに有益な小さなダンピング定数を持つ強磁性絶縁体であるイットリウム磁性ガーネット膜で高配向膜を得られたことは特性向上において重要な良好な界面の実現の観点から意義がある。
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