| 研究課題/領域番号 |
20K04558
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
金澤 研 筑波大学, 数理物質系, 助教 (60455920)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 磁性半導体 / スピントロニクス / 分子線エピタキシー / 遷移金属カルコゲナイド / ハーフメタル / 遷移金属化合物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、半導体スピントロニクスにおけるスピン流注入源等への応用が期待される遷移金属カルコゲナイド、主に分子線エピタキシー (MBE) 法を用いて作製されたMnTe、CrTe にCr、Mn、Fe、Co等の異種磁性元素をドープすることによって実現される新規物質系を対象として、その磁気特性および伝導特性の詳細を明らかにする。それに加え、実際にそれらの物質を電極として用いトンネル磁気接合やスピン偏極発光ダイオード等の半導体スピントロニクスデバイス構造を作製し、その動作特性を詳細に測定することで、新規磁気工学への応用に向けた知見を得る。
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| 研究成果の概要 |
反強磁性半導体MnTeや強磁性化合物CrTeの遷移金属カルコゲナイドに異種の磁性元素を添加することで、その磁性が大きく変化し、新規な強磁性や磁気異方性が発現することを明らかにした。特にヒ化ニッケル型MnTeにFeを添加することで、新規な垂直磁気異方性が現れ、伝導特性もその磁性を大きく反映することを示唆する結果が得られた。また、MnFe/CrTe積層構造で、層界面の磁性相互作用に起因する交換バイアス効果が発現することも明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
遷移金属カルコゲナイドに異種磁性元素を添加することで、その磁性が大きく変化し、新規な強磁性や磁気異方性が発現することが明らかとなった。また、これらの物質が半導体基板上に結晶性良く成長可能であることも観察された。これらの結果は、この物質群が今後、研究がさらに進むことで、スピン自由度を半導体デバイスに付加することで高性能化を実現する「半導体スピントロイニクス」に必要不可欠な磁性制御可能なスピン注入源等への応用が期待できることを示唆する結果である。
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