ダイヤモンド半導体/強磁性体ハイブリッド構造による新規スピンデバイスの創製

• 研究課題/領域番号: 22760250
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 植田 研二 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10393737)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 量子デバイス・スピンデバイス / ダイヤモンド / ダイヤモンド半導体 / 強磁性 / スピン注入 / スピンデバイス / ハーフメタル / ショットキー接合 / スピントロニクス / 強磁性体 / ホイスラー合金

研究概要

本研究では、ダイヤモンド半導体と強磁性体を融合する事により、新規スピンデバイスを作製する事を目的とした。その結果、以下の3つの重要な成果を得た。
(1)ダイヤモンド上で強磁性ホイスラーハーフメタル(Co_2MnSi)がエピタキシャル成長する事を初めて見出した。(2)ダイヤモンド半導体を用いた強磁性ショットキー接合を作製し、障壁高さが強磁性体の仕事関数の選択により制御可能である事を示した。(3)強磁性Ni/高濃度ホウ素ドープダイヤモンド半導体を用いた3端子測定から、スピン注入に由来の信号を得た(τ=～20ps)。

研究成果

• [雑誌論文] Ferromagnetic Schottky junctions using diamond semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueda, T. Soumiya and H. Asano
  • 雑誌名: Diamond Relat. Mater 巻: 25 ページ: 159-162
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2012.02.015
  • NAID: 130002112355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of MgAl_2O_4 thin films on ferromagnetic Heusler alloy Fe_2CrSi by reactive magnetron sputtering (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Fukatani, K.Inagaki, K.Mari, H.Fujita, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 号: 2S ページ: 02BM04-02BM04
  • DOI: 10.1143/jjap.51.02bm04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferromagnetic Schottky junctions using diamond semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, T.Soumiya, H.Asano
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 25 ページ: 159-162
  • NAID: 130002112355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of MgAl_2O_4 Thin Films on Ferromagnetic Heusler Alloy Fe_2 CrSi by Reactive Magnetron Sputtering (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Fukatani, K.Inagaki, K.Mari, H.Fujita, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic and electric properties of double perovskite Sr_<2-x> La_xVMoO_6 (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Matsushima, H. Gotoh, Y. Takeda, K. Ueda, and H. Asano
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 号: 10R ページ: 103004-103004
  • DOI: 10.1143/jjap.50.103004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial strain and antiferromagnetism in Heusler Fe_2VSi thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Fukatani, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 号: 7
  • DOI: 10.1063/1.3555089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic and electric properties of double perovskite Sr_<2-x>La_xVMoO_6 (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Matsushima, H.Gotoh, Y.Takeda, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 巻: 50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial strain and antiferromagnetism in Heusler Fe_2VSi thin films (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Fukatani, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 巻: 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of Antiferromagnetism in Strained Fe_2VSi Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Fukatani, Y.Takeda, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: Journal of the Magnetics Society of Japan 巻: 34 ページ: 307-310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Filter Effect of La_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3/Bi_<1-x>Ba_xFeO_3 Junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kobayashi, S.Tachiki, K.Yoshimoto, Y.Sugimoto, Y.Takeda, K.Ueda, H.Asano
  • 雑誌名: Journal of the Magnetics Society of Japan 巻: 34 ページ: 499-502
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダイヤモンド半導体を用いた強磁性ショットキー接合の作製
  • 著者名/発表者名: 宗宮嵩・植田研二・深谷直人・宮脇哲也・浅野秀文
  • 雑誌名: 日本磁気学会誌
  • NAID: 130002112355
  • 査読あり
• [雑誌論文] ダイヤモンド半導体を用いた強磁性ショットキー接合の作製
  • 著者名/発表者名: 宗宮嵩・植田研二・深谷直人・宮脇哲也・浅野秀文
  • 雑誌名: 日本磁気学会誌 巻: (印刷中)(in press)
  • NAID: 130002112355
  • 査読あり
• [学会発表] 中間層に酸化物半導体を用いた接合における磁気抵抗効果と電気伝導メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 戸澤克倫,植田研二,作間啓太,小林耕平,鈴木亮佑,宮脇哲也,浅野秀文
  • 学会等名: 2012春季第59回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 中間層に酸化物半導体を用いた接合における磁気抵抗効果と電気伝導メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 戸澤克倫, 植田研二, 作間啓太, 小林耕平, 鈴木亮佑, 宮脇哲也, 浅野秀文
  • 学会等名: 2012春季第59回応用物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Fabrication of Schottky junctions using diamond/ferromagnet heterostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Soumiya, K. Ueda, and H. Asano
  • 学会等名: International Symposium on Eco Topia Science(ISETS)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Fabrication of Schottky junctions using diamond/ferromagnet heterostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Soumiya, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science (ISETS)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] ダイヤモンド半導体を用いた強磁性ショットキー接合の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宗宮嵩,深谷直人,宮脇哲也,植田研二,浅野秀文
  • 学会等名: 第35回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] ダイヤモンド半導体を用いた強磁性ショットキー接合の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宗宮嵩, 深谷直人, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 第35回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ(新潟県)
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Magneto resistance effects in La_<1-x> Sr_xMnO_3/Nb-SrTiO_3/Co junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tozawa, K. Kobayashi, T. Miyawaki, K. Ueda, and H. Asano
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM2011)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Magnetoresistance effects in La_<1-x>Sr_xMnO_3/Nb-SrTiO_3/Co junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Tozawa, K.Kobayashi, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Ferromagnetic Schottky junctions using diamond semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueda, T. Soumiya, T. Tozawa H. Asano
  • 学会等名: Diamond 2011
  • 発表場所: Garmish-Partenkirchen, Bavaria, Germany
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Ferromagnetic Schottky junctions using diamond semiconductors (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, T.Soumiya, T.Tozawa H.Asano
  • 学会等名: Diamond 2011
  • 発表場所: Garmish-Partenkirchen Bavaria, Germany
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Transport and local magnetic properties in strained Fe_2VSi thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Fukatani, K. Ueda, H. Asano and K. Mibu
  • 学会等名: INTERMAG 2011
  • 発表場所: TAIPEI, Taiwan
  • 年月日: 2011-04-25
• [学会発表] 格子整合系MgAl_2O_4/ホイスラー合金積層構造の結晶構造評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮脇哲也, 真利研一郎, 高橋一成, 藤田裕人、深谷直人、植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] CoFe_2O_4/Ba_<0.7>Sr_<0.3>TiO_3複合構造のマルチフェロイック特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田代裕樹, 小林耕平, 小林智, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 格子整合MgAl_2O_4スホイスラー合金積層膜の結晶構造及び磁気特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 真利研一郎, 高橋一成, 藤田裕人, 深谷直人, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2011春季第58回応用物理学会
  • 発表場所: (要旨集)
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] Fe_4N/MgO/NbN接合の準粒子トンネル分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北條貴之, 作間啓太, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文, 駒崎洋亮, 角田匡清
  • 学会等名: 2011春季第58回応用物理学会
  • 発表場所: (要旨集)
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] ペロブスカイト酸化物電極上のBa_<0.7>Sr_<0.3>TiO_3薄膜の強誘電特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林智, 小林耕平, 田代裕樹, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2011春季第58回応用物理学会
  • 発表場所: (要旨集)
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] Fe_2CrSi/Fe_2VSi人工格子における層間磁気結合 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮脇哲也, 高橋一成, 深谷直人, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2011春季第58回応用物理学会
  • 発表場所: (要旨集)
  • 年月日: 2011-03-06
• [学会発表] 超伝導NbNを用いた強磁性Fe_4Nのスピン分極率解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 北條貴之, 作間啓太, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文, 駒崎洋亮, 角田匡清
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society名古屋支部若手研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] 反強磁性ホイスラー合金Fe_2VSi膜の歪効果と電気伝導特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深谷直人, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: IEEE Magnetics Society名古屋支部若手研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] Spin polarization measurements in Fe_4N/MgO/NbN tunnel junctions using quasiparticle tunneling spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hohjo, K.Sakuma, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano, Y.Komasaki, M.Tsunoda
  • 学会等名: American Physical Society (2011 APS March Meeting)
  • 発表場所: U.S.A Dallas, Texas
• [学会発表] Epitaxial growth of the electron-doped Sr_<1-x>La_xCuO_2 by magnetron spattering (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Sakuma, H.Akatsuka, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: American Physical Society (2011 APS March Meeting)
  • 発表場所: U.S.A Dallas, Texas
• [学会発表] BiFeO_3系マルチフェロイック薄膜の極薄膜化とスピンフィルター素子への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅野秀文, 小林智, 立木翔治, 小林耕平, 宮脇哲也, 植田研二
  • 学会等名: 第12回金属/酸化物スピントロニクスセミナー
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] 反強磁性ホイスラー合金薄膜の歪み効果と電子構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深谷直人, 植田研二, 藤田裕人, 高橋一成, 竹田陽一, 浅野秀文
  • 学会等名: 第34回日本磁気学会ナノマグネティクス専門研究会
  • 発表場所: 日本化学会 化学会館 東京都千代田区
  • 年月日: 2010-05-14
• [学会発表] ハーフメタル/Bi_<1-x>Ba_xFeO_3接合のスピンフィルター効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林智, 吉本耕助, 立木翔治, 竹田陽一, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 平成21年度中部地区ナノテク総合支援報告会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-05-11
• [学会発表] Bi_<0.75> Ba_<0.25>FeO_3/Ba_<0.7>Sr_<0.3>TiO_3 bilayred structures for multiferroic tunnel junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Tachiki, K.Yoshimoto, S.Kobayashi, Y.Takeda, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA2010)
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] Carrier doping effects in the antiferromagnetic double perovskite Sr_<2-x>La_xVMoO_6 (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hohjo, H.Matsushima, H.Gotoh, Y.Takeda, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications (ISAMMA2010)
  • 発表場所: 仙台国際セシター
• [学会発表] Fe_2CrSi/Fe_2VSi多層膜の磁気特性と磁気抵抗効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮脇哲也, 高橋一成, 藤田裕人, 竹田陽一、植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 第34回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Fe_2VSi薄膜の歪効果と電気伝導特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 深谷直人, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 第34回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議揚
• [学会発表] ハーフメタルFe_2CrSi/MgAl_2O_4接合のヘテロエピタキシーとトンネル磁気抵抗効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田裕人, 真利研一郎, 深谷直人, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2010秋季第71回応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] ダブルペロブスカイトSrLaVMoO_6薄膜の作製と評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松島宏行, 後藤大尚, 松島宏行, 後藤大尚, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2010秋季第71回応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] マグネトロンスパッタリング法を用いた無限層超伝導Sr_<1-x>La_xCuO_2薄膜のエピタキシャル成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 作間啓太, 植田研二, 浅野秀文, 宮脇哲也
  • 学会等名: 2010秋季第71回応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] 半導体NbドープSrTiO_3を中間層に持つ磁気抵抗効果素子の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 戸澤克倫, 立木翔治, 宮脇哲也, 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2010秋季第71回応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] イオンビームアシストスパッタ法によるCVDダイヤモンド上への立方晶窒化ホウ素薄膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 植田研二, 浅野秀文
  • 学会等名: 2010秋季第71回応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] Fabrication and physical properties of antiferromagnetic double perovskite compound Sr_<2-x>La_xVMoO_6 (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, H.Matsushima, T.Hojiyo, H.Gotoh, T.Miyawaki, H.Asano
  • 学会等名: International Workshop on Oxide Electronics (WOE17)
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
• [学会発表] ReBa_2Cu_3O_<7-8> Thin Films Grown on A-plane Sapphire Substrates with Oxide Buffer Layers (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sakuma, K.Ueda, H.Asano, O.Michikami
  • 学会等名: International Workshop on Oxide Electronics (WOE17)
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
• [学会発表] ReBa_2Cu_3O_<7-8> Thin Films Grown on A-plane Sapphire Substrates with CeO_2 Buffer Layers (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sakuma, O.Michikami, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: 23^<rd> International Symposium on Superconductivity (ISS)
  • 発表場所: エポカルつくば
• [学会発表] Fabrication and properties of double perovskite SrLaVMoO_6 epitaxial thin films (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Matsushima, H.Gotoh, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: The 55^<th> Magnetism and Magnetic Materials Conference
  • 発表場所: U.S.A Georgia
• [学会発表] Epitaxial Bi_<0.75>Ba_<0.25>FeO_3/Ba_<0.7>Sr_<0.3>TiO_3 Structures for Multiferroic Junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Tachiki, K.Yoshimoto, S.Kobayashi, T.Miyawaki, K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: The 55^<th> Magnetism and Magnetic Materials Conference
  • 発表場所: U.S.A Georgia
• [学会発表] Fabrication of semiconducting cubic boron nitride films on CVD diamond by ion-beam assisted sputtering (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ueda, H.Asano
  • 学会等名: Materials Research Society (2010 MRS Fall Meeting)
  • 発表場所: U.S.A Boston
• [備考]
  • URL: http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/F5/k-ueda/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/F5/k-ueda/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/F5/k-ueda/index.htm