| 研究課題/領域番号 |
20K14784
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
吉住 年弘 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (00838039)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 電界効果トランジスタ / 磁気輸送 / 量子サイズ効果 / 薄膜トランジスタ / スピン電界効果トランジスタ / 半金属材料 / スピン偏極度制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代の論理演算回路・素子へと指向した電荷-スピン偏極制御型の両極応答スピン電界効果トランジスタ(FET)の基礎研究を行う。電子と正孔の濃度が同程度である半金属(Semimetal)をチャネル材料とすることで両極のゲート電圧へ応答可能なFET(Ambipolar FET)の輸送特性におけるメインキャリア制御の自由度をスピントランジスタへと導入する。ゲート電圧への応答によるチャネル中のメインキャリアとスピン偏極度の同時制御を試みる新型スピンFETの研究である。
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| 研究成果の概要 |
Yb、Bi、Pt薄膜の電界効果応答と磁気輸送の研究を行った。Yb、Bi、Pt膜の膜厚が10 nmよりも薄い薄膜をチャネルとする試料において電界効果への応答と期待されるシグナルを観測した。また、磁気輸送の測定と解析により電子と正孔のキャリア濃度の漸近を観測するとともに移動度の評価を行った。本研究により、Yb、Bi、Pt薄膜をチャネルとする電界効果トランジスタ(FET)素子の電界効果応答には膜厚が1 nmから6 nm程度の薄膜チャネルが有効であることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
FET素子は多くの電子機器に用いられる論理演算回路の構成素子であり、現代の情報化社会を支える基盤技術の一つとなっている。本研究におけるYb、Bi、Pt薄膜をチャネルとする薄膜トランジスタ(TFT)素子の電界効果応答と磁気輸送の研究成果は、電子と正孔のキャリア濃度が漸近する材料をチャネルとし膜厚がナノメートルスケールの薄膜における量子サイズ効果を活用する新たなFET素子やスピントランジスタの基礎研究へ活かすことができ、次世代の論理演算回路に向けた研究開発への展開が期待される。
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