ハーフメタル強磁性体/Si界面の原子層制御による室温動作スピントランジスタの創出

• 研究課題/領域番号: 22360127
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 宮尾 正信 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 特任教授 (60315132)
• 研究分担者: 佐道 泰造 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 准教授研究者番号 (20274491)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2010年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: 半導体 / Si 系スピントランジスタ / 次世代 LSI / 電子デバイス・機器 / 集積回路 / スピントランジスタ / 強磁性体 / エピタキシャル成長

研究概要

本研究では、 ハーフメタルをソース・ドレイン電極とした Si 系スピントランジスタの創製を目指し、その基盤技術を構築した。スピン注入・検出の高温化を目的とし、3元系ホイスラー合金からなるハーフメタルのエピタキシャル成長技術の開発を行うと共に、ハーフメタル/Si 界面の電気伝導特性の制御手法を創出し、室温スピン注入を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] (Invited) Hybrid- Formation of Ge-on-Insulator Structures on Si Platform by SiGe-Mixing-Triggered Rapid-Melting Growth --- A Road to Artificial Crystal --- (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Miyao, M. Kurosawa, K. Toko, Y. Tojo, and T. Sadoh
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: Vol.50 号: 5 ページ: 59-70
  • DOI: 10.1149/05005.0059ecst
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Al co-deposition on the crystal growth of Co-based Heusler-compound thin films on Si(111) (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oki, S. Yamada, T. Murakami, M. Miyao, K. Hamaya
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: Vol.520 ページ: 3419-3422
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2011.10.080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature evolution of spin accumulation detected electrically in a nodegenerated silicon channel (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Ando, K.Kasahara, S.Yamada, Y.Maeda, K.Masaki, Y.Hoshi, K.Sawano, M.Miyao, K.Hamaya
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 85 号: 3 ページ: 35320-35320
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.035320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Al co-deposition on the crystal growth of Co-based Heusler-compound thin films on Si(111) (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Oki, et al
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 520 ページ: 3419-3422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Source-Drain Engineering Using Atomically Controlled Heterojunctions for Next-Generation SiGe Transistor Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hamaya, Y. Ando, T. Sadoh, and M. Miyao
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.50 号: 1R ページ: 010101-010101
  • DOI: 10.1143/jjap.50.010101
  • NAID: 210000138174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature grown quaternary Heusler-compound Co2Mn1-xFexSi films on Ge(111) (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yamada, K. Hamaya, T. Murakami, Varaprasad, Y. K. Takahashi, A. Rajanikanth, K. Hono, and M. Miyao
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol.109
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3563039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature grown quaternary Heusler compound Co_2Mn_<1-x>Fe_xSi films on Ge(111) (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Yamada, et al
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of atomically controlled interfaces on Fermi-level pinning at metal/Ge interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yamane, K. Hamaya, Y. Ando, Y. Enomoto, K. Yamamoto, T. Sadoh, and M. Miyao
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol.96
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.336870
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of atomically controlled interfaces on Fermi-level pinning at metal/Ge interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yamane, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Source-Drain Engineering Using Atomically Controlled Heterojunctions for Next-Generation SiGe Transistor Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hamaya, et al.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50
• [学会発表] Recent Progress of Rapid-Melting-Growth for Laterally-Graded, Ge-Based Mixed-Crystals on Insurator (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sadoh
  • 学会等名: 6th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to Core Program Joint Seminar
  • 発表場所: Sendai
  • 招待講演
• [学会発表] HEPESによるFe3Si/Geヘテロ構造の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本宏哉
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] Hybrid-Formation of Ge-on-Insulator Structures on Si Platform by SiGe-Mixing-Triggered Rapid-Melting Growth --- A Road to Artificial Crystal --- (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Miyao, M. Kurosawa, K. Toko, Y. Tojo, and T. Sadoh
  • 学会等名: PRiME 2012, ECS Pacific RIM Meeting 2012
  • 発表場所: awaii, U.S.A
• [学会発表] Hybrid-Formation of Ge-on-Insulator Structures on Si Platform by SiGe-Mixing-Triggered Rapid-Melting Growth --- A Road to Artificial Crystal --- (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Miyao
  • 学会等名: PRiME 2012, ECS Pacific RIM Meeting
  • 発表場所: Hawaii
  • 招待講演
• [学会発表] Novel Growth-technique s of SiGe-based Hetero-structures for Post-scaling Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Miyao, et al
  • 学会等名: ICSI-7
  • 発表場所: Leuven, Belgium(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-28
• [学会発表] Electrical Spin Injection and Detection in Si using Ferromagnetic-Silicide Contacts (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hamaya, et al.
  • 学会等名: APAC-SILICIDE 2010
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-07-24
• [学会発表] Electrical Spin Injection and Detection in Si using Ferromagnetic-Silicide Contacts (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hamaya and M. Miyao
  • 学会等名: APAC-SILICIDE 2010
  • 発表場所: Tsukuba
• [学会発表] Novel Growth-techniques of SiGe-based Hetero-structures for Post-scaling Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Miyao, T. Sadoh, and K. Hamaya
  • 学会等名: ICSI7 2011
  • 発表場所: Leuven, Belgium